一種石腦油工業裂解爐價值最大化模型的構建方法技術

本發明專利技術是一種石腦油工業裂解爐價值最大化模型的構建方法，在乙烯生產企業中，基于石腦油蒸汽裂解實驗數據建立石腦油裂解爐裂解產物收率預測模型，采集石腦油工業裂解爐正戊烷收率數據并用于校核建立的預測模型，使預測模型的計算結果與工業裂解爐實際運行的結果一致；基于校核模型，建立石腦油裂解爐裂解產物價值最大化模型，并用于優化石腦油裂解爐操作，使工業石腦油裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油化工生產裝置中裂解爐操作的優化方法，更具體的，涉及石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法。
技術介紹
目前，世界こ烯總產量的99%都是通過裂解爐以蒸汽裂解方式生產的，當前和未來新増加的こ烯產能也主要是由裂解爐以蒸汽裂解方式來生產的。こ烯裝置在生產こ烯的同時，副產丙烯、丁烯、丁ニ烯、芳烴(苯、甲苯、ニ甲苯)，成為石油化學エ業基礎原料的主要來源。こ烯裝置除了生產こ烯之外，70%的丙烯、90%的丁ニ烯、30%的芳烴均來自こ烯裝置的副產。以“三烯”(こ烯、丙烯、丁ニ烯)和“三苯”(苯、甲苯、ニ甲苯)總量計，約65%來自こ烯生產裝置。由于蒸汽裂解エ藝生產こ烯的同時還副產大量的其他烯烴和芳烴，相應地，こ烯生產必然與多種中間產品和石化產品生產聯接在一起。因此，石油化工エ業總是以こ烯生產為中心，以裂解爐為龍頭生產裝置，配套多種產品加工生產的聯合企業。こ烯生產的規模、成本、生產穩定性、產品質量都將對整個聯合企業起到支配作用。こ烯裝置在石油化工聯合企業中成為關系全局的核心生產裝置。裂解爐是石油化工聯合企業中的龍頭裝置，裂解爐的運行直接將影響其他石油化工裝置的生產操作。烴類蒸汽裂解的反應溫度較高(780-870°C )、反應過程是個強吸熱過程，裂解爐的生產運行消耗大量的燃料。因此こ烯エ業是高能耗行業，裂解爐能耗約占こ烯裝置能耗的70%左右，而裂解原料成本占こ烯生產成本的一半以上。因此，在裂解爐生產過程中，往往針對裂解原料物性，優化裂解爐操作條件，使經濟價值或者經濟附加值較高的裂解產物(如こ烯、丙烯等)收率達到 最大，降低原料和能量消耗，降低生產成本，是こ烯生產企業面臨的ー個難題。裂解爐專利商在裂解爐技術發展過程中具有非常重要的作用，目前經過不斷的重組合并全世界形成六大裂解爐專利商，即LUMMUS、S&M、KBR、TECKNIP、LINDE, SIN0PEC。裂解爐專利商基于蒸汽裂解反應機理或蒸汽裂解實驗數據，采用推導或數學回歸等方法建立了エ業裂解爐模擬軟件，用于預測裂解產物收率及運行周期等，如LUMMUS的PYPS、TECHNIP的SPYRO等。裂解爐專利商設計和改造眾多裂解爐，但對于裂解爐的操作優化，目前僅有ASPEN和TECHNIP提出了雙烯(こ烯+丙烯)收率的優化方案，利用TECHNIP的SPYRO軟件和APSEN的分離裝置模擬技術及其先進控制技術，優化裂解爐生產操作，主要通過提高雙烯的收率的方式試圖提高生產企業的經濟效益。エ業裂解爐裂解產物有上百種，但こ烯裝置生產的最終裂解產品數量有限，通常不會超過十幾種，而裂解產品在市場上以一定的價格出售，并受供求關系影響。烯烴生產企業的裂解爐年生產能力不同，こ烯裝置生產的裂解產品存在較大的差異:こ烯年產量小于30萬噸的生產企業，裂解產品主要為こ烯和丙烯；こ烯年產量大于等于30萬噸的生產企業，裂解產品主要為こ烯、丙烯、丁ニ烯、芳烴。除了こ烯、丙烯、丁ニ烯、苯、甲苯、ニ甲苯這些主要裂解產品之外，烯烴生產企業還生產氫氣、碳四餾分、裂解汽油、裂解柴油、燃料油等含有一定經濟價值或者經濟附加值的副產品。近年來，石油價格在較大范圍內振蕩，裂解產品價格隨之振蕩。裂解產品價格除了受原料的價格影響之外，還受市場供需關系的影響，供不應求的裂解產品價格較高，而供大于求的裂解產品價格較低。在裂解爐生產操作過程中，收率較高的裂解產品價格未必較高，收率較低的裂解產品價值未必較低。因此，裂解爐操作僅僅以雙烯或三烯三苯為主要裂解產品而忽略其他副產品的價值和裂解產品市場價格波動不能使生產企業的經濟效益達到較高水平，因此裂解爐操作應該充分考慮每一種裂解產品的市場價值，應該根據裂解產品的市場供需關系和價格來指導裂解爐生產操作，使裂解爐生產的裂解產品的總價格達到最大，從而使こ烯生產企業的經濟收入達到最大化。
技術實現思路
現有技術中通過提高雙烯收率試圖實現提高こ烯裝置的經濟效益，卻忽略了其他裂解產物或裂解產品的經濟價值或經濟附加值，實際不能有效提高こ烯生產企業的收入。為了克服傳統裂解爐操作優化方法的缺陷，與現有技術采用提高雙烯收率提高經濟效益的方法不同，本專利技術構建石腦油エ業裂解爐裂解產物價值最大化模型，用于優化石腦油エ業裂解爐操作，使石腦油裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大。本專利技術涉及石腦油エ業裂解爐裂解產物價值最大化模型構建的方法，在こ烯生產企業中，基于石腦油蒸汽裂解實驗數據建立石腦油裂解爐裂解產物預測模型，然后利用石腦油エ業裂解爐實際運行的正戊烷收率數據校核預測模型，使預測模型計算值與エ業裂解爐實際運行數據規律基本一致；基于校核的預測模型，建立石腦油エ業裂解爐裂解產物價值最大化模型，并用于石腦油裂解爐操作優化，使裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大。具體技術方案如下:本專利技術涉及到 エ業裂解爐裂解產物價值最大化模型的構建方法，在こ烯生產企業中，基于石腦油蒸汽裂解實驗數據采用數學建模方法建立石腦油裂解爐裂解產物預測模型，然后采集石腦油エ業裂解爐實際運行的正戊烷收率數據校核預測模型，使預測模型的計算值與エ業裂解爐實際運行數據規律基本一致；基于校核的預測模型，建立エ業裂解爐裂解產物價值最大化模型，并用于裂解爐操作優化，使裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大。所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法包括以下步驟:(I)建立預測模型:基于石腦油蒸汽裂解實驗數據，利用數學建模方法建立石腦油エ業裂解爐裂解產物收率預測模型，可根據裂解原料物性、エ業裂解爐操作條件計算裂解產物收率。(2)采集正戊烷收率數據:在石腦油物性、進料量、蒸汽量不變的條件下，在エ業裂解爐爐管出ロ溫度C0T)正常操作范圍內，通過調整COT采集エ業裂解爐實際運行的正戊烷收率數據。(3)模型校核:利用步驟(2)得到的エ業裂解爐運行數據校核步驟(I)得到的預測模型，使校核的預測模型計算結果與エ業裂解爐實際運行數據基本一致。(4)建立裂解爐裂解產物價值最大化模型:基于步驟(3)得到的預測模型建立裂解爐裂解產物價值最大化模型，可利用裂解產物價格、裂解原料物性、裂解爐運行數據計算出裂解產物(石化產品)總價值最大的裂解爐操作條件。優選地，所述的こ烯生產企業的生產裝置主要包括裂解爐、分離裝置等。優選地，所述的裂解原料為石腦油。更優選地，所述石腦油物性包括密度、恩式蒸餾餾程(ASTM)、族組成(PONA)、氫含量或碳含量或碳氫比、殘碳值、分子量、關聯指數(BMCI)、折光指數等，或者所述裂解原料的詳細組份及其含量。石腦油其組份至少達上百種，因此利用其詳細組份及其含量較為困難，通常選擇密度、恩式蒸餾餾程(ASTM)、族組成(PONA)等作為物性參數。優選地，所述的裂解產物主要包括氫氣、一氧化碳、ニ氧化碳、甲烷、こ烷、こ烯、こ炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙ニ烯、丁烷、丁烯、丁ニ烯、正戊烷、苯、甲苯、ニ甲苯、こ苯、苯こ烯、裂解汽油(不含芳烴)、裂解柴油、裂解燃料油等。盡管石腦油的構成差異較大，而它們的裂解產物組份卻基本相同，只不過裂解產物組份的收率分布不同。優選地，所述的裂解產品主要由氫氣、こ烯、丙烯、丁ニ烯、碳四餾分(丁烷和丁烯)、碳五餾分、苯、甲苯、ニ甲苯、こ苯、苯こ烯、裂解汽油、裂解柴油、裂解燃料油幾種或全部構成。在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石腦油工業裂解爐裂解產物價值最大化模型的構建方法，在乙烯生產企業中，建立石腦油工業裂解爐價值最大化模型優化裂解爐操作，使石腦油工業裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：(1)建立預測模型：基于石腦油蒸汽裂解實驗數據，利用數學建模方法建立石腦油工業裂解爐裂解產物收率預測模型，可根據裂解原料物性、工業裂解爐操作條件計算裂解產物收率；(2)采集正戊烷收率數據：在石腦油物性、進料量、蒸汽量不變的條件下，在工業裂解爐爐管出口溫度COT)正常操作范圍內，通過調整COT采集工業裂解爐實際運行的正戊烷收率數據；(3)模型校核：利用步驟(2)得到的工業裂解爐運行數據校核步驟(1)得到的預測模型，使校核的預測模型計算結果與工業裂解爐實際運行數據一致；(4)建立裂解爐裂解產物價值最大化模型：基于步驟(3)得到的預測模型建立裂解爐裂解產物價值最大化模型，可利用裂解產物價格、裂解原料物性、裂解爐運行數據計算出裂解產物或石化產品總價值最大的裂解爐操作條件。

【技術特征摘要】
1.種石腦油エ業裂解爐裂解產物價值最大化模型的構建方法，在こ烯生產企業中，建立石腦油エ業裂解爐價值最大化模型優化裂解爐操作，使石腦油エ業裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: (1)建立預測模型:基于石腦油蒸汽裂解實驗數據，利用數學建模方法建立石腦油エ業裂解爐裂解產物收率預測模型，可根據裂解原料物性、エ業裂解爐操作條件計算裂解產物收率； (2)采集正戊烷收率數據:在石腦油物性、進料量、蒸汽量不變的條件下，在エ業裂解爐爐管出口溫度COT)正常操作范圍內，通過調整COT采集エ業裂解爐實際運行的正戊烷收率數據； (3)模型校核:利用步驟(2)得到的エ業裂解爐運行數據校核步驟(I)得到的預測模型，使校核的預測模型計算結果與エ業裂解爐實際運行數據一致； (4)建立裂解爐裂解產物價值最大化模型:基于步驟(3)得到的預測模型建立裂解爐裂解產物價值最大化模型，可利用裂解產物價格、裂解原料物性、裂解爐運行數據計算出裂解產物或石化產品總價值最大的裂解爐操作條件。2.據權利要求1所述的ー種石 腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述的こ烯生產企業的生產裝置包括裂解爐、分離或回收裝置。3.據權利要求1所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述的エ業裂解爐的裂解原料為石腦油。4.據權利要求3所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述裂解原料物性包括密度、恩式蒸餾餾程(ASTM)、族組成(PONA)、氫含量或碳含量或碳氫比、殘碳值、分子量、關聯指數(BMCI)和折光指數，或者為裂解原料的詳細組成及其含量構成。5.據權利要求1所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述的裂解產物包括氫氣、一氧化碳、ニ氧化碳、こ烷、こ烯、こ炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙ニ烯、丁烷、丁烯、丁ニ烯、正戊烷、苯、甲苯、ニ甲苯、こ苯、苯こ烯、裂解汽油、裂解柴油、裂解燃料油。6.據權利要求1所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述的裂解產品包括由氫氣、こ烯、丙烯、丁ニ烯、碳四餾分包括丁烷和丁烯、碳五餾分、苯、甲苯、ニ甲苯、裂解汽油不含芳烴、こ苯、苯こ烯、裂解燃料油構成幾種組合或全部構成。7.據權利要求1所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述的正戊烷收率數據是在エ業裂解爐在保持石腦油物性、進料量、水油比不變的條件下，在裂解爐爐管出口溫度(COT)正常操作范圍之內，通過調整溫度，至少三個爐管出口溫度(COT)溫度獲得的正戊烷數據。8.據權利要求7所述的ー種石腦油エ業裂解爐價值最大化模型的構建方法，其特征在于，所述的調整溫度優選為五個爐管出口溫度(COT...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜志國，張利軍，王國清，李蔚，張永剛，南秀琴，周先鋒，巴海鵬，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：