大型乙烯装置优化运行技术与工业应用
2010-04-23

 

 


  本项目属于化学工程与技术和控制科学与工程的交叉领域。我国现有乙烯产能居世界第二,且装置全部从国外引进,但生产运行过程的精细化操作以及控制与优化水平与国外先进水平存在差距。该项目通过集成创新和消化吸收再创新,在大型乙烯装置优化运行技术研发与工业应用方面取得系列成果:
  第一,烃类裂解过程工艺优化及裂解气负荷优化配置技术的研发与工程应用取得重要突破。项目研发了SRT-型裂解炉裂解液化气的新工艺、多种炉型分别裂解不同烃类原料时的最佳操作条件以及裂解炉燃烧过程优化等关键技术,利用裂解原料,提高烯收率和产能,还研发裂解气负荷优化配置技术,充分发挥多个乙烯装置联合运行潜能。
  第二,创造性地研发了十万吨裂解炉温度与负荷先进控制、十万吨裂解炉烧焦模型以及在线自动清焦控制等大型裂解炉先进控制技术,达到国际先进水平。燃料气热值软测量系统和燃料气热值实时前馈推断控制等项技术在裂解炉上的效果达到国际领先水平。
  第三,首创急冷油减粘系统工艺优化技术,创新研发冷箱系统用能分析与优化、碳二加氢反应过程先进控制与优化、分离系统精馏过程先进控制与优化等关键技术,应用后显著降低了分离系统的能耗,提高了产品收率。其中,乙烯精馏塔塔压差实时专家控制技术具有原创性。
  项目形成6项国家发明专利(授权4项、公开2项),登记6项国家计算机软件著作权和5项专有技术,获市发明创造专利奖发明专利一等奖和中国专利优秀奖。6篇学术论文被SCI收录,42篇被EI收录。优化运行技术实施后,主要技术经济指标达到或超过同类装置国际先进水平。其中:液化气裂解技术实施后,与裂解石脑油相比,可使"三烯"总收率提高2.95%,炉子运行周期提高40%;液相烃裂解反应过程优化,能减少中压蒸汽消耗20/小时,"双烯"收率平均提高0.44%;十万吨裂解炉先进控制,使炉出口平均温度和各炉管温差控制在±1以内,负荷控制在±0.5 %以内,"双烯"收率平均提高0.35%;十万吨裂解炉燃烧过程优化,使炉子热效率提高1%以上,燃料气节省0.94%以上;急冷油减粘工艺技术,使急冷油粘度从100 mm2/s降至30 mm2/s,减少排污和蒸汽消耗,使乙烯能耗平均下降35.6公斤标油/(.乙烯);裂解气负荷优化配置技术,使乙烯能耗下降,乙烯产能提高1.3 %;碳二加氢反应过程优化,能保证反应器出口乙炔含量控制在1 ppm之内,反应选择性提高40 %;乙烯精馏控制与优化,使丙烯压缩机一段负荷降低4.24%等。
  项目成果自2001年开始在中石化扬子公司70万吨/年大型乙烯装置上成功应用,近三年累计实现新增利润8.83亿元、新增税收1.5亿元、新增利税10.33亿元,打破国外技术的垄断,推动了乙烯行业乃至石化工业的科技进步。其中裂解炉、乙烯和丙烯精馏塔的先进控制与优化技术已在中国石化乙烯装置上全面推广。


  国家科技进步二等奖 完成人:钱锋等。