乙烯装置中裂解炉工艺控制方案分析
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乙烯装置中裂解炉工艺控制方案分析
摘要:乙烯装置所生产出来的产品主要有乙烯和丙烯两种物质,而在乙烯装置中最为重要的设备就是裂解炉,该设备直接影响到乙烯产品的生产能力和装置的稳定性。
通过裂解炉工艺控制可以确保乙烯收率,但由于其下游装置对乙烯和丙烯有着不同的需求量,所以,这就需要对乙烯、丙烯在一定范围内实施有效调节,不断提升乙烯装置的收率,促进产品生产和企业效益的提高。
本文从多个角度对乙烯裂解炉工艺控制方案展开了详细、认真的剖析与探讨,以供参考。
关键词:裂解炉;控制方案;出口温度;COT;装置
当前国内乙烯装置数量不断增多,使得乙烯产能得到了大幅提升,而裂解炉作为其中一项重要设备,发挥着关键的作用,其主要是对不同原料进行加热气化获得裂解气,随后采取精馏、加氢等措施来为下游设备提供原料。
由此可知,想要切实有效提升乙烯生产效率与质量,则需要工作人员能够科学制定乙烯裂解炉工艺控制方案,确保其运用的稳定与高效。
一、乙烯裂解炉工艺控制方案分析
(一)原料流量与COT工艺控制
(1)原料流量控制
从乙烯裂解炉工艺设计上来看,其稳定操作时原料总流量是保持不变的,其变化主要在各组原料流量的不均匀性上有所体现。
如果各组原料流量波动偏差较大,那么它们之间的裂解炉COT差值也会加大,然而C0T值不同对裂解反应的深度也有着不同的影响,并最终会对裂解产品收率造成影响。
在裂解炉工艺控制方案中设置原料控制主要是为了有效解决各组炉管间C0T温差过大的情况,具体措施有两种:1)在设计时需确保进料对称,也就是说需要以裂解炉规模和有关控制要求为依据对原料进料系统进行科学设置。
2)将问题控制方案融入到原料控制方案中,换句话说就是设置总流量调节器,通过对各组运管进料调节器设定点
进行调整,以实现对总进料流量进行控制。
其主要是为了确保当原料总量需求发生改变的时候可以通过控制系统并结合实际操作情况对各组裂解炉的流量进行配置,从而有效降低总流量变化对C0T所造成的影响。
值得注意的是,总流量调节器的设定点以生产、设备及实际操作情况来加以设定。
(2)C0T工艺控制
COT工艺的控制在实施裂解炉操作过程中起到了非常关键的作用,这将会直接关系到了裂解炉是否安全与稳定,一般主要是通过对平均炉管出口C0T以及燃料气这两方面内容着手进行控制:
1)平均炉管出口C0T的控制。
改工艺控制方案设置了裂解炉燃料气超驰控制和平均C0T控制措施,各组间炉出口温度C0T值视作裂解气平均COT输入,而裂解气平均C0T则需要对侧壁和底部热值调节器设定值进行配置。
通过对燃料气进量的调节可以有效控制C0T,以免由于正常控制波动而引发裂解炉停车问题,从而保证生产的稳定。
2)燃料气控制。
为了有效规避燃料气组分出现变化但流量却未出现变化而对热值产生影响,在该方案中还需增设热值分析仪。
这样一来便可以实现对C0T进行微调处理,最大限度地降低影响。
此外,为避免燃料气压过低出现燃烧器回火问题,还需增设燃料气压力低压超驰控制,从而保证工艺得以正常稳定进行。
(二)稀释蒸汽工艺控制
在该工艺中加入稀释蒸汽主要是为了降低烃分压,以促进乙烯收率的提升;还可以预防炉管发生结焦;使炉管保持均热,减少炉管温度梯度,从而实现充分反应,所以应当要注重稀释蒸汽比值控制方案的制定工作。
具体操作为:各组进料支管和稀释蒸汽比值控制系统要一一对应,且该控制系统需包含进料控制器、稀释蒸汽控制器、比值单元及高低选择器等。
另外,还需做好最小稀释蒸汽保护设置,以比值单元设定要求为依据对其稀释比进行设定,这样一来就能够为此每组稀释蒸汽用量的一致性。
因对高低选选择器进行了调整,一旦比值单元输出达不到最小稀释蒸汽流量时使为使其调节器设定值自动调节了最小稀释蒸汽流量的值,这样可以有效避免炉管发生损坏,使乙烯收率更高且C0T也更稳定。
(三)其他工艺控制
(1)炉膛负压工艺控制
在裂解炉正常操作过程中炉膛应当保持一定负压,这样可以避免高温使烟气
从看火孔泻出而伤到操作人员。
且在反应过程中也需要保持足够负压来保证燃烧
器得以正常作业,从而避免因空气不足而出现燃烧不完全的情况。
对于炉膛负压
的控制通常可以使用风机进行强制通风,风机抽力可以与在燃烧器、对流段、挡
板及烟囱等部位所产生的助力进行抵消。
通过风机变频控制可以使风机车速所产
生其抽力得到有效控制,同时,可以通过压力调节器对风机转速进行有效控制。
此外,为避免炉膛压力大于大气压,还需对压力安全联锁停车进行设置,一旦炉
膛内压力过大时便启动裂解炉联锁停车,从而保证裂解炉得以正常稳定运行,以
免发生意外。
(2)汽包工艺控制
对于汽包控制系统来讲,一旦汽包液位太高时便会致使使蒸汽中带水,进而
对流段超高压蒸汽过热段的安全造成一一损害;而如果液位太低时双会对设备造
成损坏,甚至还有可能会发生爆炸,所以,这就需要对汽包液位测量及其控制工
作加以重视。
在该工艺的控制中通常通过三冲量控制措施来进行,三冲量主要指
汽包液位、锅炉给水和高压蒸汽量三个部分。
其主要是具有前馈控制的串级控制,高压蒸汽量是前馈控制量在锅炉给水设定值上进行作用,以使锅炉给水实现超前
动作而降低汽包液位波动,使液位得以快速平衡,将高压蒸汽量前馈控制引入可
以使调节系统中的调节质量得到有效改善。
而锅炉给属于控制系统中的一个副变量,可以避免给水压力和流量影响到汽包液位;汽包液位在控制系统中作为主要
变量,可以使汽懈液位得以保持在相应位置上。
通过以上控制可以确保锅炉给水
流量控制器设定值得以以汽包输出蒸汽量的实际变化情况作出快速调节。
(3)超高压蒸汽系统控制
一般来讲,超高压蒸汽过热温度需要严格控制在系统要求的范围内,在改过
热器出口处需安装温度检测元件和温度变送器各三个,用于对超高压蒸汽过热温
度进行测量,三个测量值中需要取用中间值作为其最后测量值。
另外,为了避免
出现停车和超高压蒸汽测试过热等问题,需要在其预热段设置相应的降温增湿装置,通过向改装置中注入定量的锅炉给水使超高压蒸汽的过热温度得以有效调节和控制。
二、结束语
综上所述,在裂解炉操作过程中,C0T控制直接影响到其运行的稳定性,因此,这就需要对C0T控制控制加以重视。
在实际生产过程中,由于裂解炉裂解的情况变化,其操作条件也随之发生变化,为了保证乙烯装置得以保持正常稳定运行,就需要对裂解炉采取有效控制措施予以应对。
通过对裂解炉工艺控制特点展开分析可以使各控制细节得到有效改进,使其控制水平得到提高,从而更好地服务于生产。
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