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1、北京化工大学硕士学位论文乙烯裂解炉在线闭环优化姓名：曹家天申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张政;于占春2001.5.6中文提要 L 吉化有机合成厂乙烯装鬣是中小型乙烯装置，随着市场经济和经济全球化的迅速发展，竞争劣势曰臻显现。如何采用新技术，新工艺，拓展装置生存空间，增强r i 丁场竞争能力，以较少投资，在装置优化上下功夫，进一步降低成本、降低能耗，不断提高总体经济效益，是我们中小型乙烯装置必须研究的课题。) ，吉化乙烯装置W D P F 集散控制系统的应用实现了乙烯生产过程的分散控制和集中管理，提高了乙烯装置的操作控制及管理水平。为了进一步发挥计算机的强大控制功能，降低乙烯成本，提
2、高经济效益，工厂于19 9 6年开始自行开发具有自主知识产权和真正实用性的乙烯生产过程优化控制软件。历时四年，于2 0 0 0 年开发成功具有全天候意义的在线闭环优化 P 。_ _ 一控制系统。， f 该软件具有：可对主要温度、流量仪表进行在线故障诊断和在线精度校正( 精度提高0 1 到0 3 ) 。采用一种独特的计算机自动建模技术，实现裂解过程的在线仿真、动态优化及优化控制。利用软仪表技术，在线的计算出轻柴油的结构族组成，氢含量及B M C L 值。对裂解工艺过程进行在线仿真，利用软仪表技术计算出每根炉管的裂解气组成。在线计算出各炉管的动力学裂解深度和结焦厚度。在线预报各废热锅炉2 4 小时
3、后的温度。具有对裂解炉出口温度实现最佳控制，最佳进料和最佳稀释蒸汽比优化控制的技术特点该软件可实现：o 最大乙烯收率。最大_ ：三烯收率。最大丙烯收率些窒! ! ! ：至主堡! ：堕圣一_ 一。 o 乙烯、丙烯、丁_ 烯各自产量指标达标。最小结焦速率或最长运行周期、最小能量单耗。最小公用工程费用及最大综合经济效益。弦经考核，可得出如下结论：该系统运行安全、可靠，操作简便，实用性强。该系统在不使用在线色谱分析仪的条件下，成功利用软仪表技术实现了化工轻柴油裂解工艺过程的在线分析0 1 该技术属国内首创，而且在国际上也是先进的。J 彳由于开发了乙烷共裂解模型，使在线闭环具有仝天候的意义。按6 0 负
4、荷计算，年经济效益在2 8 0 万元以上二。如果长j ；I j 高负荷运行该系统一定会产生更大的经济效益。、在环( 优化) ! ! 塞些! ：查堂竺堡苎A B S r R C I “T h ee t h Y le l l eP l a n to fJ I L I NO r a n g icam id d les m a , 1 1S c a leP 1 a n t f oS Y F I t h esl l o w i n gd e v e l o p m e n t0 ft h em a r k e ti t q ga , F l diSF a c t o r YiSt h er a P id
5、t h e9 1 0 b a le c o n o m y ，i tsr i V a lc a p a b i l i t Yh a Sd i m i n is h e d i no F d e rt 0r e d u c et h eC O S ta n de n e r g yc O n s u m p t i O n0 ft h ee t h y le F l e ，a n dt 0p a ylo w e rin v es t m e F I t，w iS ht 0i n c r e a s et h ee C Or l o m iCp r o f i t ，i tiSt h ei m
6、p o r t ar l tS u b je c tt h a tt h ei n id d les m a l lS c a leP 1 a F l tm uS tb es t U d ie do nt h eo p t i i I l iZ a t io no ft h ee t h Y leF i eP 1a , r l t A p p l iC a t i O i lo fW D P FS Y S t e mo f t h ee t h y le n ep l a n t0 fJ I L I NO r a n g iCS y n t h e s iSF a c tO F YiSt 0F
7、 e a l iZ et h ec o n c e n t r a te dm a n a g e m er l ta n dd iS P e r s e dc 0 F I t F 0 1 8 t l q _ dt 0d e v e lo pt h ec o n l ；I 0 1 1 i n gle v e lo ft h ee t h y le F l ep l a n t I nO F d e rt 0d e V e l o pt h ec o m p u t e r st h eg r e a tC a p a b i l i tY ，a n dt 0r e d u c et h ec
8、o s t0 f t h ee t h y le F l e a 1S 0t0ir l C F e a c et h ee c o r l o m iCp r o f i t ，t h eF a c t o r yd e c i d e dt oe x P l0 i tt h eo p t i m iZ a t i o nS 0 f t w a r ew h iC hiSt h eF a c t o r y Sp r o p r ie t a r yk n o w le d g ea n dw i t ht h er e a l yUS i n g p r iC eo ft h ee t h
9、y le F l eP r o d u C t i O np r o c essi n1 9 9 3 4y e a r Sa g o ，t h eF a c t o r YS u C e e d e dine x p l0 i t i n gt h eo n 1 ir l ec 1 0 S e d1 0 0 P0 P t i I l l iZ a t i 0r lc o n t r 0 1S YS t e mw h ic hh a Sa l l w eE 1 t h e rS ig n i f iC a t i or li n1 9 9 7 t h eS 0 f t w a r e1 3 F
10、o p e r t ies ：O n l i n etod ia g n 0S et h ef a i l U l “ ea n dt 0C a l i b r a tet h eP r e c iS i o no ft h em a j0 rt h e F m o m e te rSF l , r l df 1o w m e te rs( i n C r e a s e0 1 t 00 3 p r e c is i o n )US i n gaS P e c i a lte c h n iq u e0 ft h ec o m p u te -一! ! 塞些! 奎兰壁主堕奎I n o d e
11、l i n g ，C a F i “ YO U tO n l i t i es i m u l a t iO n d y n a m ico ! o t i m iz a t io na n do p t i m iz a t i Or lc o n t r 0 1i nt h eC r a c k in gp r 0 C e ss US i n gt h e S 0 f ti n s t F u m e n tt e c h n i q u e c a lc u l a t et h eF a m i l YC o m p os i t iO n0 ft h eg a S0 i l ，h y
12、 d r o g e nC o n te n ta n dB M C L 0 n l i n et 0te c h n o l o g Y 0 n l ir l et0CS i m u l a tet h ep r 0 C esso ft h eC r a , c k i n gu S in gt h eS 0 f ti i qS t F U m e F I tt e C h n i q U ea lc u l a tet h ec o m p o n e l l t0 ft h ec r f t c k in gg a se V e r YC r a c k iF I gt U b e 0
13、i n _ 一1i n et 0c a lc u l a t et h ed y n a m iCC I “ a c k i n gd e p t ha , F l de V e r YC r a c k ir l gt U b e a n dC O K l n gO n 一上l n ete m p U r tU r e0 ft h e T X Ln e x t2 4h 0 U “ St h iC k n es so ft h et 0f o r e c a s tt h eT h eC 0 i lO U t le tte m p u I “ t u r ei 1 3 t h ec F a C
14、 k i n gf u r n a c eiSC or l t F O l le db Yo p t i m iZ a t i O n f e e dV 0 1 r a t i 0E l , r ea lS 0C O n t r 0 1 1e db yO i l0 P t i m iz a t i0 nS YS t e mT h eS 0 f t w a r ec a nr e a liZ e ：O M 、Xr e c o v e r Yr a t eo ne t h y le n eO M A Xr e C 0 v e r Yr a t eo nt h r e ea le 1 1 ea n
15、d1 in ed i l U t i0 nc l o s e d10 0 po M A Xr e C 0 v e r yr a t eO np r o p Y le n ee O u t p u t0 fe t h Y le l l e ，p r o p Y le n ea n db u t a d ie n ec 0 1 3 ldr e a c ht h et a r g e to M I NC r a C k i n go M I NU t i l i t iesC 0 n c l U s i o n ：1 7 a t e0 rl o n g es tr u n ir l gC O S t
16、a n gM A Xe c o n O l I l icT h eS Y S te I l liSr e a l lYS a f ei nF u n in g ，a n do p e r a tee a S y! ! 堡些! 查堂堡竺墨T h eS YS t e muS i n gte c h n i q u e0 ft h e S 0 f ti n s t r u m e n tr e a i iZ et 0a n a l y z ef o rt h eg a s0 i lc r a c k i n gte c h n o lo g yp r O C e SSO n 一1 i n e t h et e C h n iq u eiSf i rS tc r e a te
