[发明专利]乙烯装置裂解炉燃料气负荷分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙烯装置裂解炉燃料气负荷分配方法。

背景技术

乙烯是重要的化工原料，其产量成为衡量一个国家或地区石油化工发展的主要标志。乙烯生产的规模、成本、生产稳定性、产品质量等都会对整个石油化工行业产生重大影响，因此乙烯装置就成为关系全局的核心生产装置。

裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，它操作平稳与否不仅影响整个乙烯生产装置的产品质量和产量，而且将影响下游生产装置的平稳操作。裂解温度是裂解炉的关键操作参数。由于反应区物料温度不易测得，故以裂解炉炉出口温度作为检测参数，构成温度控制系统。裂解炉出口温度控制品质，直接影响了裂解炉的乙烯收率、丙烯收率和丁二烯收率。

在裂解炉裂解温度控制方案中，通过裂解炉出口温度控制器调整底部燃料气压力控制器的设定值。而侧壁燃料气量通常采用侧壁燃料气压力单回路控制，以保持底部燃料气量的稳定。详见裂解炉温度控制系统图。

裂解炉裂解温度控制系统在石油化工装置的实际运行过程中，采用裂解炉出口温度控制器调整底部燃料气控制器的设定值，从而改变底部燃料气的负荷量，来控制裂解温度。侧壁燃料气的负荷由侧壁燃料气压力控制器单回路控制。这种控制方式会导致底部和侧壁燃料气负荷的比例发生变化，即侧壁燃料气负荷相对不变，而底部燃料气负荷随着裂解炉温度的变化会有较大的变化，工艺很难控制，乙烯收率不平衡、不稳定，严重影响乙烯经济效益。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供了一种乙烯装置裂解炉燃料气负荷分配方法，通过控制裂解炉侧壁和底部燃料气的分配，优化裂解炉炉膛燃烧状况，稳定裂解炉出口温度。

本发明的技术方案是：一种乙烯装置裂解炉燃料气负荷分配方法，燃料气分别通过侧壁烧嘴、底部烧嘴进入炉膛；在底部和侧壁燃料气管线上均安装压力变送器和调节阀，在裂解炉出口管线上装有热电偶，压力变送器和热电偶检测值实时传至DCS系统，作为燃料气压力控制器和裂解炉出口温度控制器的实时输入过程值，当裂解炉出口温度的给定值与裂解炉出口温度热电偶（图中为温度检测表，以下同）检测值发生偏差时，则经裂解炉出口温度控制器、底部燃料气压力控制器，实时调节底部燃料气调节阀开度OP₂，其底部燃料气阀后压力P₁₂经底部燃料气变送器测量后传送至底部燃料气控制器，同时又传至燃料气比值计算器作为输入过程值，侧壁燃料气阀后压力P₁₁经侧壁燃料气压力变送器测量后也送至燃料气比值计算器，当燃料气比值的给定值与燃料气比值计算器计算出来的比值发生偏差时，则经燃料气比值控制器、侧壁燃料气压力控制器，实时调节侧壁燃料气压力调节阀的开度OP₁，通过上述的控制系统控制底部和侧壁燃料气压力调节阀，实现侧壁和底部燃料气流量比的稳定控制，以优化裂解炉炉膛燃烧状况、稳定裂解炉出口温度；燃料气比值计算器是通过建立的数学模型计算侧壁和底部燃料气的流量比来实现的，其所述的数学模型为：

式中P－燃料气总管压力。

本发明与现有技术相比具有突出的实质特点和显著进步及积极效果：通过裂解炉燃料气负荷分配，实现自动控制侧壁和底部燃料气流量比，使裂解炉裂解温度波动范围较小，70万吨乙烯收率提高约0.05%以上，每年创效约500万元。

附图说明

图1为本发明的控制系统图。

图2为本发明燃料气流经调节阀示意图。

图中，A₁为截面1的面积，P₁为截面1的压力， u₁为截面1的流速；A₂为截面2的面积，P₂为截面2的压力，u₂为截面2的流速；ε为能量损失系数。

具体实施方法

以下结合附图并通过实施例对本发明进一步说明。