[发明专利]乙烯裂解炉的节能优化控制方法

摘要

本发明公开了一种乙烯裂解炉的节能优化控制方法，该方法包括采用数据驱动方法开发的气液相裂解原料的裂解深度模型、炉管结焦速率模型、乙烯装置能耗模型、关键工艺参数优化方法、乙烯裂解炉控制系统。采用本发明后，能够系统分析各裂解原料加工方案对能耗、产品收率、清焦周期的影响，依据优化计算的能耗和经济效益结果，得出最佳的裂解炉出口温度和油汽比控制指标，并由裂解炉优化控制器实现工艺指标的精确控制。优化计算裂解炉的关键工艺操作指标，最终由裂解炉先进控制系统实现操作指标的‘卡边’控制，实现了节能与经济效益的最大化目标。

主权项

1.一种乙烯裂解炉的节能优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立裂解深度模型：收集裂解炉装置中试和/或工业生产的裂解原料性质、裂解停留时间、裂解气出口温度、油汽比、裂解气压力、裂解气组分，用机理分析与数据驱动建模相结合的方法建立裂解深度模型；(2)建立炉管结焦速率模型：通过中试与工业试验数据建立炉管每24小时温度上升速率与裂解炉操作指标的关系，得出结焦速率模型Y₃＝F(X₃)；其中：Y₃为各裂解通道的结焦速率；X₃为气液相裂解原料的组分、油汽比、裂解停留时间、裂解气出口温度和裂解气压力；(3)建立乙烯装置能耗模型：乙烯能耗计算模型由裂解炉、压缩机与后分离系统能耗计算模块组成，根据燃料与能量平衡，依次收集并计算燃料气用量、各压缩机吸入压力、蒸汽消耗与后分离系统能耗，然后燃料气、蒸汽效能经折算后汇总相加，计算出全装置总能耗，根据行业标准与工艺分析对能耗进行折算，建立最终的能耗计算表达式；(4)建立乙烯裂解炉控制系统：a、设计裂解炉管平均COT温度控制系统平均COT温度计算公式为：其中：F_i为i支路流量，T_i为i支路出口温度，i＝1，...，n；b、设计裂解炉各组炉管出口温度平衡控制系统将各组出口温度作为被控变量(CVs)，各组进料流量调节器设定值作为操纵变量(MVs)，使被调对象构成了一个n输入n输出的系统；控制系统在满足的条件下，根据其温差大小，在保证总进料量不变的情况下，适当地调整各组炉管流量的设定值，使各组炉管出口温差最小；其中ΔF_i为第i组流量的变化量，n为每台裂解炉的裂解通道总数；c、设计总进料及总进料流量提/降量控制系统裂解炉进料流量提/降量控制系统是在原料加工量需改变时，根据当前操作状况平均分配各组裂解炉管的流量补偿值，然后计算总加工量改变时所需热负荷的补偿值，热负荷补偿值换算为相应的燃料气压力值，各炉管流量和燃料气压力值获得后，设定相应的DCS位号控制量，实现裂解炉进料流量提/降量控制。