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一种实现烯烃生产企业产值最大化的方法

摘要

本发明涉及一种实现烯烃生产企业产值最大化的方法,所述的方法包括以下步骤:1)建立裂解产物价值模型:根据烯烃生产企业提供的乙烯装置的内部价格或裂解产品的市场价值,确定裂解产物组份的价值;2)建立裂解炉裂解产物价值最大化模型:建立裂解炉裂解产物价值最大化模型,根据裂解产物价格、裂解原料物性数据、裂解炉运行数据计算出裂解产物总价值最大的裂解炉操作条件;3)优化操作:利用步骤2)得到的裂解炉裂解产物价值最大化模型优化裂解炉的生产操作,使每台裂解炉生产的裂解产物或裂解产品总价值达到最大,使烯烃生产企业生产的裂解产物或裂解产品总价值达到最大。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。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-10-07

    授权

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  • 2013-06-12

    实质审查的生效 IPC(主分类):C10G9/14 申请日:20111028

    实质审查的生效

  • 2013-05-08

    公开

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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。

本发明涉及一种实现烯烃生产企业产值最大化的方法,通过建立裂解 炉裂解产物价值最大化模型,将裂解炉操作优化与裂解产物的价格关联起 来,利用裂解炉裂解产物价值最大化模型优化裂解炉操作,使每台裂解炉 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产值 达到最大化。

具体技术方案如下:

本发明基于建立的裂解炉裂解产物价值最大化模型将裂解炉操作优 化与裂解产物的价格关联起来,利用裂解炉裂解产物价值最大化模型优化 裂解炉操作,使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产值达到最大化。

所述的一种实现烯烃生产企业产值最大化的方法包括以下步骤:

(1)建立裂解产物价格:根据烯烃生产企业提供的乙烯装置的内部价 格或裂解产品或裂解产物组份的市场价格,确定裂解产物组份的 价格。

(2)建立裂解炉裂解产物价值最大化模型:根据烯烃生产企业的裂解 炉炉型和运行参数,建立裂解炉裂解产物价值最大化模型,根据 裂解产物价格、裂解原料物性数据、裂解炉运行数据计算出裂解 产物总价值最大的裂解炉操作条件。

(3)优化操作:利用裂解炉裂解产物价值最大化模型优化烯烃生产企 业每台裂解炉的生产操作,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 的裂解产物或裂解产品总价值达到最大化。

优选地,所述的烯烃生产企业生产装置主要包括裂解炉、分离装置等。 分离装置主要包括油洗塔、水洗塔、压缩机、干燥器、冷箱、脱甲烷塔、 脱乙烷塔、碳二和碳三加氢装置、乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、脱丙烷塔、 脱丁烷塔等装置。

优选地,所述的裂解原料主要由来自油田或炼厂的C2-C35饱和烃构成, 饱和烃包括烷烃、环烷烃、芳烃。裂解原料根据相态可分为轻烃和液态裂 解原料。轻烃主要由乙烷、丙烷、丁烷及它们的混合物构成。液态裂解原 料包括拔头油、石脑油、柴油、加氢尾油等。轻烃组成较为简单,液体裂 解原料则由上百种组份构成,包括C4-C35的烷烃、环烷烃、芳烃。

更优选地,所述裂解原料物性包括密度、恩式蒸馏馏程(ASTM)、 族组成(PONA)、氢含量或碳含量或碳氢比、残碳值、分子量、关联指 数(BMCI)和折光指数等,或者为裂解原料的详细组成及其含量构成。轻烃 构成组份较少,物性通常由详细组份及其重量或摩尔含量构成。液态裂解 原料组份至少达上百种,因此利用其详细组份及其含量较为困难,通常选 择密度、恩式蒸馏馏程(ASTM)、族组成(PONA)等作为物性参数。

优选地,所述的裂解产物主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、 乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、丁烷、丁烯、丁二烯、 苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、裂解汽油(不含芳烃)、裂解柴油、 裂解燃料油构成。尽管裂解原料组成和物性差异较大,但它们的裂解产物 组份却基本相同。

优选地,所述的裂解产品主要由氢气、乙烯、丙烯、丁二烯、碳四馏 分(丁烷和丁烯)、碳五馏分、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、裂解 汽油、裂解柴油、裂解燃料油几种任意组合或全部构成。

裂解原料在裂解炉内经过高温裂解形成富含有低碳烯烃和芳烃的裂 解气,裂解气经过分离装置的分离提纯形成裂解产品。

裂解气经过分离装置的分离和提纯形成有机化工原料及其他原料,如 氢气、燃料气、乙烯、丙烯、碳四馏分(包括丁烷、丁烯、丁二烯)、裂 解汽油(含有芳烃)、裂解柴油、裂解燃料油等。在分离装置中,尽管不 同专利商提供的工艺流程顺序不同,如LUMMUS的顺序分离流程、LINDE的 前脱乙烷流程、S&W的前脱丙烷流程,但最终都按照烃的碳数进行分离和 提纯。分离装置包括油洗塔、水洗塔、压缩机、冷箱、脱甲烷塔、脱乙烷 塔、乙烯精馏塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔、脱丁烷塔、碳二碳三加氢装置 等装置。裂解气部分组份经过分离装置的分离提纯形成原料,如氢气、乙 烯、丙烯、碳四馏分(包括丁烷、丁烯、丁二烯)、裂解汽油(含有芳烃); 部分组份被消耗或循环利用,如一氧化碳通过甲烷化装置处理形成燃料 气,甲烷通过脱甲烷塔生成燃料气,而燃料气用作裂解炉的燃料被消耗; 二氧化碳被碱洗塔吸收;乙炔、丙炔和丙二烯经过加氢反应器生成乙烯和 乙烷、丙烯和丙烷;乙烷、丙烷经过乙烯精馏塔、丙烯精馏塔提纯之后形 成循环乙烷、循环丙烷,循环乙烷和循环丙烷作为裂解原料返回裂解炉; 裂解柴油和裂解燃料油经过油洗塔形成燃料油。

裂解产品的种类与乙烯装置的界区划分有关。分离装置中若包括丁二 烯抽提装置,丁烷、丁烯、丁二烯经过脱丁烷塔和丁二烯抽提装置形成碳 四馏分(丁烷和丁烯)和丁二烯两种裂解产品,碳四馏分(丁烷和丁烯) 大多用于生产LPG;若分离装置中没有丁二烯抽提装置,丁烷、丁烯、丁 二烯经过脱丁烷塔形成混合碳四馏分,因此只有混合碳四馏分一种裂解产 品。分离装置中若包括芳烃抽提装置,裂解汽油(含有芳烃)通过芳烃抽 提装置可形成苯、甲苯、二甲苯、裂解汽油(不含芳烃)裂解产品;若不 含有芳烃抽提装置,则苯、甲苯、二甲苯、裂解汽油(不含有芳烃)混合 在一起形成一种裂解产品。

裂解产物本身没有价格,烯烃生产企业根据内部物流供应价格及生产 成本提供裂解产物价格,对外则无太大意义。裂解产物经过分离装置的分 离和提纯形成的裂解产品,则具有一定的经济价值或经济附加值。在裂解 产物组份中,对于在分离装置中被吸收或消耗或循环利用的裂解产物组 份,如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷,其价格设置零;乙炔、 丙炔和丙二烯通过加氢装置生成乙烯和乙烷、丙烯和丙烷,其价格分别为 乙烯、丙烯的价格与加氢催化剂选择性和转化率的乘积,在缺少加氢催化 剂转化率和选择性的条件下,乙炔、丙炔和丙二烯的价格可视为乙烯、丙 烯的市场价格;氢气、乙烯、丙烯、裂解燃料油通过分离装置生成相应的 裂解产品,其价格为它的相应裂解产品市场价格;裂解柴油通过分离装置 形成裂解燃料油,其价格为裂解燃料油的市场价格;对于丁烷和丁烯,丁 烷和丁烯的价格通常为LPG的市场价格;对于丁二烯的价格,乙烯装置界 区若有丁二烯抽提装置则选择丁二烯的市场价格,若无丁二烯抽提装置则 取决于其用途,如加氢生成丁烯或丁烷用于生产LPG,则其价格为LPG的 市场价格;对于乙烯装置界区中含有芳烃抽提装置,苯、甲苯、二甲苯的 价格为其市场价格,由于乙苯和苯乙烯与裂解汽油(不含芳烃)混合在一 起,乙苯、苯乙烯、裂解汽油(不含芳烃)的价格可选择汽油的市场价格, 若乙烯装置界区中不含芳烃抽提装置,苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、 裂解汽油(不含芳烃)通常混合在一起出售,因此它们的价格为混合裂解 汽油(含有芳烃)的市场价格。

优选地,裂解炉裂解产物价值最大化模型是以裂解炉裂解产物预测模 型为基础,根据裂解原料的物性、裂解炉运行数据、裂解产物价格,在裂 解炉操作条件约束范围内,采用数学方法搜索或者计算出裂解产物总价值 最大的操作条件。

更优选地,裂解炉裂解产物收率预测模型是通过蒸汽裂解试验数据回 归的数学模型或根据裂解原料蒸汽裂解反应过程推导的半经验半机理模 型或机理模型,可根据裂解原料物性和裂解炉操作条件计算出裂解产物收 率。基于机理模型形成的商业计算软件,如SPYRO软件,可根据裂解炉原 料物性和裂解炉运行数据计算出裂解产物收率。

更优选地,所述裂解原料物性可以为密度、恩式蒸馏馏程(ASTM)、 族组成(PONA)、氢含量或碳含量或碳氢比、残碳值、分子量、关联指数 (BMCI)和折光指数,或者所述裂解原料物性为裂解原料详细的组成及 其含量。对于轻烃,由于其组份较为简单,通常利用详细组份及其含量作 为物性数据。对于液态裂解原料,由于组成达到上百种,选择详细组份及 其含量较为困难,通常选用密度、恩式蒸馏馏程(ASTM)、族组成(PONA) 作为物性数据。

更优选地,所述的裂解炉运行数据为操作变量,即原料进料量、稀释 蒸汽量或者稀释比、横跨段温度(XOT),优化的操作条件为炉管出口温 度(COT)。裂解原料不同其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,优化的COT通常在裂解原料正常操作范围 内调整。若优化的COT超过正常操作的上限或下线,在优化调整COT时会 选择上限或下线操作。

优选地,所述的裂解炉裂解产物总价值最大模型中的数学方法包括平 均搜索方法。

在烯烃生产企业中,通过建立裂解炉裂解产物价值最大化模型,将裂 解炉操作优化与裂解产物的价格关联起来,利用裂解炉裂解产物价值最大 化模型优化裂解炉操作,使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产值达到最大化。

附图说明

图1为实施例1的CBL-III型裂解炉价值优化结果。

图2为实施例1的SKM型裂解炉价值优化结果。

图3为实施例2的SKM型裂解炉价值优化结果。

图4为实施例2的CBL-III型裂解炉价值优化结果。

图5为实施例3的SKM型裂解炉价值优化结果。

图6为实施例3的CBL-III型裂解炉价值优化结果。

图7为实施例4的CBL-III型裂解炉价值优化结果。

图8为实施例4的SKM型裂解炉价值优化结果。

具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本发明。本发明包括但不限于这些实施例 所涉及的内容。

某一烯烃生产企业拥有6台裂解炉,乙烯年生产能力为36万吨/年。 裂解炉包括5台CBL-III裂解炉和1台型SKM型裂解炉,每台年产乙烯6 万吨/年,分离装置采用LUMMUS的顺序分离工艺。

CBL-III性裂解炉是采用中国石化自主开发技术建设的裂解炉,在中 国石化烯烃生产企业得到广泛应用。CBL-II I型裂解炉采用32组2-1炉管, 分四大组进料,共有4台传统急冷锅炉,裂解原料为石脑油。

SKM裂解炉为法国TECHNIP公司设计,采用8组1-1-1-1-1-1-1-1变 径炉管,分四大组进料,共有2台传统急冷锅炉,裂解原料为轻烃。裂解 炉操作条件见表1。

表1裂解炉操作条件

  炉型   CBL-III   SKM   进料量(吨/小时)   24   16   稀释比   0.5   0.4   XOT(℃)   600   560   COT(℃)   836   861

根据烯烃生产企业裂解炉炉型和裂解原料,分别建立CBL-III型、SKM 型裂解炉裂解产物价值最大化模型,CBL-III型裂解炉建模过程如下。

1.建立裂解炉裂解产物价值最大化模型

建立CBL-III裂解炉裂解产物价值最大化模型首先要建立裂解炉裂解 产物收率预测模型。裂解炉裂解产物收率预测模型采用BP神经网络方法 建模。BP神经网络建模的实验数据来自中国石化北京化工研究院的蒸汽裂 解评价模拟装置。通过蒸汽裂解实验装置和相关分析仪器,可计算得到轻 烃、石脑油、柴油、加氢尾油等原料在不同操作条件下的裂解产物收率数 据。以石脑油为裂解原料,建模过程如下:

(1)建立数据库

针对CBL-III裂解炉的特点和操作条件范围,分别采集多种石脑油在 蒸汽裂解评价模拟装置进行蒸汽裂解实验,模拟其蒸汽裂解反应过程。利 用实验数据建立该裂解炉蒸汽裂解数据库样本,数据库样本包括裂解原料 物性(比重、ASTM馏程、族组成)、操作条件(进料量、水油比、XOT、 COT)、裂解产物收率。相关分析设备如下:

1)ANTON PEAR公司DE40比重计测量石脑油密度(20℃);

2)德国海尔潮公司HDA627分析石脑油馏程(ASTM);

3)美国安捷伦公司HP6850分析石脑油族组成(正构烷烃、异构烷烃、环 烷烃、芳烃)和裂解产物中液相物料;

4)美国安捷伦公司HP7890分析裂解气组成。

(2)建立石脑油裂解炉裂解产物收率预测模型

将数据库输入BP神经网络中,建立裂解炉裂解产物收率预测模型。 BP神经网络核函数采用RBF核函数,模型输入变量裂解原料物性(比重、 ASTM馏程、族组成)、操作条件(投油量、水油比、COT、XOT),输出变 量为所有裂解产物的收率。裂解炉裂解产物收率预测模型根据输入变量计 算出相应的输出变量的数值,即:

yi=X(F,S,XOT,COT,DEN,ASTM,PONA)

其中yi-表示裂解产物组份收率

F-进料量

S-稀释比

XOT-横跨段温度

COT-炉管出口温度

DEN-密度

ASTM-ASTM馏程

PONA-族组成

(3)建立裂解炉裂解产物价值最大化模型

以裂解炉裂解产物收率预测模型为基础,采用平均搜索法的数学方 法,在进料量、水油比、XOT、裂解原料物性(比重、ASTM馏程、族组成)、 裂解产物价格不变的条件下,在裂解炉的COT正常操作范围内,搜索出裂 解产物总价值最大值对应的COT以及相应的裂解产物收率和裂解产物总价 值,即:

V(m)=Σj=1NX(F,S,XOT,COT(m),DEN,ASTM,PONA)×F×Pj

Vmax=max(V(i))

其中,F-进料量

S-稀释比

XOT-横跨段温度

COT-炉管出口温度

DEN-密度

ASTM-ASTM馏程

PONA-族组成

Pj-裂解产物组份价格

V(m)-裂解产物总价值

Vmax-裂解产物总价值最大值。

2.建立SKM型裂解炉裂解产物价值最大化模型

(1)SKM型裂解炉裂解产物收率预测模型

由于烯烃生产企业在建设SKM型裂解炉时,购买相应的SPYRO软件 (版本为6.5),SPYRO软件根据轻烃组成和裂解炉操作条件,模拟计算 不同操作条件下的裂解产物收率。

(2)建立SKM型裂解炉裂解产物价值最大化模型

在维持轻烃物性、进料量、水油比、XOT不变的条件下,在SKM型裂 解炉COT正常操作温度范围内,利用SPYRO软件计算不同COT的SKM型裂 解炉的裂解产物收率。基于裂解炉进料量、裂解产物收率、裂解产物价格, 采用平均搜索法计算出裂解产物总价值最大值对应的COT,即:

V(m)=Σj=1NXj(COT(m))×F×Pj

Vmax=max(V(i))

其中,F-进料量

COT-炉管出口温度

Xj-裂解产物收率

Pj-裂解产物组份价格

V(m)-裂解产物总价值

Vmax-裂解产物总价值最大值。

实施例1

由烯烃生产企业提供的乙烯装置裂解产物内部价格见表2。CBL-III 裂解炉裂解石脑油物性见表3,SKM裂解轻烃物性见表4,裂解炉操作条件 见表1。将裂解产物价格(见表2)、CBL-III和SKM裂解炉运行数据分别 输入各自的裂解炉裂解产物价值最大化模型中,其计算出结果见图1~2。

从计算结果(详见图1~2)可知,利用裂解炉裂解产物价值最大化模 型优化计算之后,CBL-III裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为825 ℃;SKM裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为866℃。通过价值最大 化优化之后,CBL-III裂解炉COT由836℃降低到825℃,裂解炉生产的裂 解产物总价值由183053.1元/小时提高到183317.1元/小时;SKM裂解炉 COT由861℃提高到866℃,裂解炉生产的裂解产物总价值由112080.5元/ 小时提高到112742.4元/小时。烯烃生产企业裂解炉生产的裂解产物总价 值由1027346元/小时提高到最大值1029328元/小时,从而实现烯烃生产 企业的产值达到最大化。

表2裂解产物价格(元/吨)

  裂解产物组份   价格

  氢气   16240   一氧化碳   0   二氧化碳   0   甲烷   2204   乙烷   4000   乙烯   9130   乙炔   6565   丙烷   4000   丙烯   12352   丙炔   6506   丙二烯   6506   丁烷   6300   丁烯   6300   丁二烯   6300   苯   8000   甲苯   7550   二甲苯   8000   乙苯   8000   苯乙烯   8600   裂解汽油   6700   裂解柴油   3652   燃料油   3652

表3石脑油物性

表4轻烃物性

  组份   mol%   C2H6   58.19   C2H4   2.04   C2H2   0   C3H8   30.54   C3H6   4.56   C3H4   0.18

  i-C4H10   1.98   n-C4H10   1.16   C4H8   0.36   C4H6   0.06   C5++   0.93

实施例2

由烯烃生产企业提供的乙烯装置裂解产物内部价格见表5。CBL-III 裂解炉裂解石脑油物性见表3,SKM裂解轻烃物性见表4,裂解炉操作条件 见表1。将裂解产物价格(见表5)、CBL-III和SKM裂解炉运行数据分别 输入各自的裂解炉裂解产物价值最大化模型中,其计算出结果见图3~4。

从计算结果(详见图3~4)可知,利用裂解炉裂解产物价值最大化模 型优化计算之后,CBL-III裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为855 ℃;SKM裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为856℃。通过价值最大 化优化之后,CBL-III裂解炉COT由836℃提高到845℃(由于其COT最高 为845℃),裂解炉生产的裂解产物总价值由82191.07元/小时提高到 82611.81元/小时;SKM裂解炉COT由861℃降低到855℃,裂解炉生产的 裂解产物总价值由61404.1元/小时提高到61427.81元/小时。烯烃生产 企业裂解炉生产的裂解产物总价值由472359.5元/小时提高到最大值 474486.9元/小时,从而实现烯烃生产企业的产值达到最大化。

表5裂解产物价格(元/吨)

  组份   价格   氢气   9983   甲烷   1600   一氧化碳   0   二氧化碳   0   乙烷   3586   乙烯   4443   乙炔   4015   丙烷   3743

  丙烯   4222   丙炔   3887   丙二烯   3887   丁烷   1961   丁烯   1961   丁二烯   3461   苯   3050   甲苯   5564   二甲苯   2584   乙苯   2584   苯乙烯   4331   裂解汽油   2152   裂解柴油   1974   燃料油   1974

实施例3

CBL-III裂解炉裂解石脑油物性见表3,SKM裂解轻烃物性见表4,裂 解炉操作条件见表1。裂解产品市场价格见表6,根据裂解产物市场价格 建立裂解产物价格见表7,建立裂解产物价格方法如下:

(1)甲烷经过脱甲烷塔形成裂解炉的燃料气被消耗掉,其价格为0;

(2)一氧化碳由甲烷化装置转化为甲烷,甲烷作为裂解炉的燃料气被 消耗掉,其价格为0;

(3)二氧化碳被碱洗塔吸收,其价格为0;

(4)乙烷和丙烷经过乙烯精馏塔和丙烯精馏塔分离提纯之后以裂解原 料返回裂解炉,其价格为0;

(5)乙炔、丙炔和丙二烯经过加氢装置生成乙烯和乙烷、丙烯和丙烷, 由于采用的加氢催化剂选择性和转化率非常高,其价格与乙烯、 丙烯市场价格相同;

(6)碳四馏分主要用于生产LPG,其价格为LPG的市场价格;

(7)裂解汽油中的苯、甲苯、二甲苯通过芳烃抽提装置生产苯、甲苯、 二甲苯,其价格分别为它的市场价格;

(8)裂解汽油中及苯乙烯和乙苯作为汽油销售,因此裂解汽油、乙苯、 苯乙烯的价格为汽油的市场价格;

(9)裂解柴油、裂解燃料油分别作为柴油、燃料油在市场上公开销售, 因此裂解柴油、裂解燃料油的价格分别为柴油、燃料油的市场价 格。

将裂解产物价格(见表7中的价格1)、CBL-III和SKM裂解炉运行 数据分别输入各自的裂解炉裂解产物价值最大化模型中,其计算出结果见 图5~6。

表6裂解产品市场价格(元/吨)

  价格1   价格2   氢气   12000   6944   乙烯   6670   7210   丙烯   6630   4000   LPG   6500   2800   丁二烯   6880   3580   苯   5750   3090   甲苯   5710   3130   二甲苯   5880   3200   裂解汽油   4478   2000   裂解柴油   4208   1458   燃料油   2989   1458

从计算结果(详见图5~6)可知,利用裂解炉裂解产物价值最大化模 型优化计算之后,CBL-III裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为810 ℃;SKM裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为866℃。通过价值最大 化优化之后,CBL-III裂解炉COT由836℃降低到845℃(由于其COT最高 为810℃),裂解炉生产的裂解产物总价值由78489.04元/小时提高到 81048.1元/小时;SKM裂解炉COT由861℃提高到866℃,裂解炉生产的 裂解产物总价值由65787.07元/小时提高到67125.89元/小时。烯烃生产 企业裂解炉生产的裂解产物总价值由458232.3元/小时提高到最大值 472366.4元/小时,从而实现烯烃生产企业的产值达到最大化。

表7裂解产物价格(元/吨)

  价格1   价格2   氢气   12000   6944   一氧化碳   0   0   二氧化碳   0   0   甲烷   0   0   乙烷   0   0   乙烯   6670   7210   乙炔   6670   7210   丙烷   0   0   丙烯   6630   4000   丙炔   6630   4000   丙二烯   6630   4000   丁烷   6500   2800   丁烯   6500   2800   丁二烯   6880   3580   苯   5750   3090   甲苯   5710   3130   二甲苯   5880   3200   乙苯   4478   2000   苯乙烯   4478   2000   裂解汽油   4478   2000   裂解柴油   4208   1458   燃料油   2989   1458

实施例4

裂解产物价格见表7中的价格2。CBL-III裂解炉裂解石脑油物性见 表3,SKM裂解轻烃物性见表4,裂解炉操作条件见表1。将裂解产物价格 (见表7中的价格2)、CBL-III和SKM裂解炉运行数据分别输入各自的 裂解炉裂解产物价值最大化模型中,其计算出结果见图7~8。

从计算结果(详见图7~8)可知,利用裂解炉裂解产物价值最大化 模型优化计算之后,CBL-III裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为866 ℃;SKM裂解炉裂解产物总价值最大对应的COT为856℃。通过价值最大 化优化之后,CBL-III裂解炉COT由836℃提高到845℃(由于其COT最高 为845℃),裂解炉生产的裂解产物总价值由55147.34元/小时提高到 55399.93元/小时;SKM裂解炉COT由861℃提高到866℃,裂解炉生产的 裂解产物总价值由62946.88元/小时提高到64230.64元/小时。烯烃生产 企业裂解炉生产的裂解产物总价值由338683.6元/小时提高到最大值 341230.3元/小时,从而实现烯烃生产企业的产值达到最大化。

本发明涉及到一种实现烯烃生产企业产值最大化的方法,在烯烃生产 企业中,通过建立裂解炉裂解产物价值最大化模型使裂解炉操作优化与裂 解产物价格关联起来。通过裂解炉裂解产物价值最大化模型优化裂解炉操 作,使烯烃生产企业每台裂解炉生产的裂解产物或裂解产品总价值达到最 大化,从而实现烯烃生产企业的产值达到最大化。

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