[发明专利]一种实现烯烃生产企业产值最大化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及烯烃生产工业，更具体的，涉及实现烯烃生产企业产值最大化的方法。

背景技术

管式裂解炉简称裂解炉，是生产乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃(苯、甲苯、二甲苯)等基础有机化工原料的主要装置，其中世界98％的乙烯是由裂解炉以蒸汽裂解方式生产的。乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯是最重要基础有机化工原料，由它们生产的产品和衍生品被广泛应用于国民经济各个领域，对促进国民经济的发展具有非常重要的作用。

蒸汽裂解技术始于二十世纪二十年代，经过多年的持续发展，蒸汽裂解技术发展日趋完善，近年新增的乙烯产能主要是由裂解炉以蒸汽裂解方式来生产的。自从改革开发以来，随着我国国民经济的快速发展，对乙烯、丙烯等基础有机化工原料需求急剧增加，国内乙烯工业的生产能力不能满足市场需求，为此每年进口大量的乙烯等基础有机化工原料及衍生品。为了解决国内乙烯等基础有机化工原料的市场供需矛盾，乙烯工业连续实施第二、三轮改扩建，尽管乙烯工业的生产能力得到显著提高，但裂解炉的裂解原料的来源——炼油装置生产能力却没有得到相应增加。随着国际原油价格的步步攀高，炼油企业为了降低生产成本，尽量购买相对比较廉价的原油，因此原油品质下降且产地分布广泛，导致炼油装置生产的裂解原料物性变化频繁，有时甚至导致石脑油等传统裂解原料的供应不足，被迫补充其他炼厂油品作为裂解原料，如加氢裂化柴油等。因此，如何优化裂解炉操作，提高企业的经济效益，成为乙烯生产企业的面临的难题。

烃类蒸汽裂解反应是在高温(820-870℃)条件下进行，蒸汽裂解过程是强吸热过程，因此裂解炉运行需要消耗大量的热量，裂解炉的能耗约占到乙烯装置能耗的70％左右。因此，优化裂解炉生产操作，降低生产成本，提高生产企业的经济效益，是裂解炉专利商、生产企业、科学院所长期以来尝试解决的难题。

在裂解炉技术发展过程中，裂解炉专利商扮演非常重要的角色。裂解炉专利商经过重组合并，目前形成六大裂解炉专利商，即LUMMUS、S&M、KBR、TECKNIP、LINDE、SINOPEC。烃类蒸汽裂解反应机理和过程非常复杂，裂解产物达到上百种，因此蒸汽裂解技术是裂解炉技术的核心，蒸汽裂解反应过程是裂解炉专利商和科学院所研究的重点。通过多年蒸汽裂解反应过程研究，形成三种蒸汽裂解模型，即经验模型、半经验半理论模型、机理模型。基于蒸汽裂解反应模型，开发的裂解炉模拟软件可模拟计算裂解产物收率、运行周期等，用于裂解炉设计和改造，如SPYRO(TECHNIP)、PYPS(LUMMUS)、CRACKER、CRACKSIM、FIHR等。对于裂解炉的操作优化，仅有ASPEN和TECHNIP提出了双烯(乙烯+丙烯)收率的优化方案，利用SPYRO软件以及APSEN公司的分离装置模拟技术及先进控制技术，优化裂解炉生产操作，试图通过提高双烯的收率的方式提高生产企业的经济效益。

在裂解产物中，乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯具有较高的经济附加值，氢气、碳四馏分、裂解汽油(不含苯、甲苯、二甲苯)、裂解柴油、裂解燃料油都具有一定的经济价值。而这些裂解产品或裂解产物组份的价格受原料价格和市场供需关系而发生波动，市场需求量大而供应量的产品价格高，市场需求量小而供应大的产品价格较低。对于烯烃生产企业而言，尽管双烯(乙烯+丙烯)重量收率范围为40-60％，受市场需求的影响，收率高的裂解产品价格未必高，收率地的产品价格未必低。因此。对于裂解炉操作优化而言，需要考虑所有裂解产品或裂解产物组份的市场价格，而不是仅仅考虑双烯的收率。

不同裂解原料COT的操作范围不同，如石脑油的通常为810-845℃，轻烃为840-870℃，加氢尾油或柴油的为780-820℃。在裂解炉裂解产物价值最大化的优化过程中，裂解原料、进料量、稀释比保持不变，优化仅仅调整炉管出口温度(COT)，而COT的调整不会超过裂解原料的正常操作范围内。因此，通过优化裂解炉操作，使烯烃生产企业每台裂解炉生产的裂解产品或裂解产物组份总价格达到最大，这样才能最大程度上提高乙烯生产企业的产值。

发明内容

现有技术中通过提高双烯收率实现提高乙烯生产企业的经济效益，却忽略了其他裂解产品或裂解产物组份的经济价值和市场价格对乙烯装置的经济效益的影响，实际不能有效提高生产企业的经济效益。为了克服传统裂解炉操作优化方法的缺陷，与现有技术采用提高双烯收率提高经济效益的方法不同，本发明利用通过裂解炉裂解产物价值最大化模型优化裂解炉生产操作，使烯烃生产企业每台裂解炉生产的裂解产物或裂解产品总价值达到最大，从而实现烯烃生产企业生产的产值达到最大化。