基于组态王的裂解炉控制系统设计(3)

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了解，导致中国的乙烯裂解炉技术仍然比较落后。因此，本课题研究裂解炉具有十分重要的意义。

1.2 裂解炉控制简介

乙烯裂解炉分别由对流段和辐射段所组成。通常,对流段是用来回收烟气余热,使原料石脑油达到预热并汽化的作用,并将加热原料油和稀释蒸汽使其达到物料的横跨温度,并可以利用其剩余的热量来加热超高压蒸汽和给锅炉给水预热。在进行石脑油预热的同时,我们要对其混入一定比例的稀释蒸汽,给石脑油混入稀释蒸汽的作用是可以降低石脑油的汽化温度,从而有效的避免石脑油在进行汽化的时候发生结焦的现象。裂解炉对流段每一组盘管大部分都是由光管通过回弯头组焊而成,并经由集箱把大多数盘管的进出口聚集到了一块。再把炉墙组对在各个组的盘管的四周,这便是一个模块了。

乙烯裂解炉的制造需要根据其工艺需求来量身定制的。现在我国国内的乙烯装置技术包更多是从国外买来的先进技术专利，裂解炉设计的过程中，由几个生产商的设计人员指定的生产厂家投标产生。

在乙烯装置中裂解炉的能耗是十分高的，裂解炉的能耗能够占到将近装置总能耗的五到六成。所以想要控制乙烯生产成本的首要任务便是想办法去减少裂解炉的能耗。在不断上涨的能源价格的环境背景下，国内外都更加重视和着重开展了裂解炉节能措施的相关研究。裂解炉系统的自身设计和操作水准都是主要影响裂解炉能耗的关键因素，近年来，裂解炉技术开始有走高温化、短时间停留、大型化和长运转周期发展方向的趋势。通过改进裂解选择性，提高裂解炉的热效率，提升高温裂解气的余热回收效率，增加运转周期和新型节能技术等措施的实施，裂解炉能耗将会有明显的降低。裂解反应是在高温条件下进行的吸热反应，通常通过燃烧燃料来产生热量来供给反应所需热能。影响裂解反应的主要因素为反应温度、反应时间、和稀释蒸汽量，因此，裂解炉的基本控制方案应包含三个控制系统：裂解气出口温度控制、原料油流量控制和稀释蒸汽流量控制。

（1）裂解气出口温度控制

当原料油流量和稀释蒸汽流量稳定时，裂解质量主要取决于反应温度，然而裂解管的不同位置反应温度是不同的，因此通常选定裂解气出口温度作为被控变量，燃料量作为操纵变量组成裂解质量的控制系统。

（2）原料油流量控制

原料油流量的变化不仅影响反应温度，也影响反应时间，所以在工艺允许的情况下，设置原料油流量控制是必要的。

（3）稀释蒸汽流量控制

为减少裂解管结焦以及提高乙烯的收率，需按一定比例将蒸汽混入原料油。当原料油流量已定值控制时，采用稀释蒸汽流量控制，在保证蒸汽量稳定的同时，也确保了原料油

和蒸汽量的一定配比。

1.3 国内外发展现状与未来发展趋势

1.3.1 国内外发展现状

中国第一套乙烯设备在1960年建成并且被投入到生产当中，到现如今我国已经拥有了十几个大中型石化基地，这些基地都是以乙烯工业作为核心工业的，而中国的乙烯工业体系也是以这些石化基地为基础组建而成的并且具有一定的规模。

虽然我国的乙烯工业起步相对晚一些，但是经过之后 50几年的持续不断地发展，我国在乙烯工业领域取得了骄人的成绩和进步，伴随着逐步提升的竞争力，我国也逐渐成为了世界乙烯大国。根据数据显示我国在2010年乙烯生产能力为14949 kt/a，同时据估算到2016年我国的乙烯生产能力将会达到27000 kt/a。生产能力仅次于美国，稳坐世界第二的宝座。在已经投产的27套乙烯生产装置其平均每套装置的乙烯生产规模也达到553.7 kt/a，并且在这其中还存在拥有世界规模导套能力的乙烯生产装置数套。