CN109988054A - 一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法，包括如下步骤：确定待加工的裂解原料的表征参数；确定裂解炉的结构参数；确定每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的目标工艺参数；根据上述表征参数、结构参数和工艺参数，采用裂解炉机理模型，确定每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的全组分产品分布；提供两组以上待选的配置方案；确定每组配置方案的加工结果，加工结果包括全组分产品和每一产品的总产量。本发明提供的配置方法，通过裂解炉机理模型计算所有裂解炉原料的全组分产品收率分布，并通过计划优化模型给出裂解原料与裂解炉群的最佳配置方案，提高裂解原料的利用率和经济效益。

Description

一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法

技术领域

本发明涉及一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法，尤其涉及一种乙烯生产过程中裂解原料配置方案的确定方法，属于石油化工工业技术领域。

背景技术

在石油化工工业，约有75％的石油化工产品源于乙烯生产，因此，乙烯生产被认为是石油化工产业的龙头与核心，其产量已经成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的重要标志。经过几十年的发展，目前乙烯生产已经逐渐形成了以蒸汽热裂解为主的生产方法，具体是将乙烷、丙烷、丁烷、轻烃、轻石脑油、石脑油、轻柴油、加氢尾油等作为裂解原料，通过在裂解炉中发生高温裂解、压缩、分离等，得到乙烯和丙烯，同时联产二烯、苯、甲苯、二甲苯等产物。

随着石油化工工业的发展，石油化工产品对乙烯的需求量也在不断增大，乙烯装置也自然向着规模化和大型化发展，新建的乙烯生产企业所购置的每套乙烯装置一般都包括12～15台裂解炉，以达到百万吨以上生产规模；对于建立较久的大型乙烯生产企业，由于不断地扩能改造，也多存在两套以上的乙烯装置，每套乙烯装置均包含多台裂解炉。

在乙烯生产中，相同种类的裂解原料在不同裂解炉中进行蒸汽热裂解得到的产物分布及收率存在着显著差异，不同裂解原料在不同裂解炉中的产物分布及收率自然存在着更大的差异。实际上，即使是同一种类的裂解原料，由于原油产地、种类、加工方案的不同，造成不同批次裂解原料的属性也可能发生较大变化，最终造成产品的明显差异。

并且，由于在乙烯生产中，裂解原料成本占总成本的70％～90％，直接决定了乙烯的生产成本。因此，如何在乙烯生产中对裂解原料进行配置，即为每台裂解炉分配的裂解原料及每种裂解原料的加工质量，提高裂解原料的整体利用率和产品收率，对于乙烯生产，尤其是大规模乙烯生产，具有重要的现实意义。

目前，国内大型乙烯生产企业在为裂解炉配置裂解原料时，大多根据主观经验进行，然后根据一段时间的生产状况进行被动调整。一些生产企业对扩能改造后新装置和旧装置之间的裂解原料配置更是如此，造成裂解原料的整体利用率不高，直接经济损失较大。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法，在裂解原料的配置过程中引入了裂解炉机理模型和计划优化模型，提高裂解原料的整体利用率。

本发明提供一种裂解原料配置方案的确定方法，包括如下步骤：

确定待加工的裂解原料的表征参数，该表征参数包括密度、POINA值和馏程；

确定裂解炉的结构参数，该结构参数包括炉管排布方式、炉管长度、炉管内径、炉管壁厚和传输线长度；

确定每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的目标工艺参数，该目标工艺参数包括汽烃比(水蒸气与待加工裂解原料的质量比，DS)、炉管进口温度(横跨段入口温度，CIT)和炉管出口温度(COT)；

根据上述表征参数、结构参数和目标工艺参数，采用裂解炉机理模型，确定每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解得到的全组分产品收率；

根据每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解得到的全组分产品收率，采用计划优化模型，提供两组以上待选配置方案，所述待选配置方案包括分配给每台裂解炉的每种待加工裂解原料的待加工量；

确定每组待选配置方案的加工结果，所述加工结果包括全组分产品中各产品的总产量；

根据预设目标，确定达到该预设目标的加工结果所对应的待选配置方案。

本发明中所提供的上述配置方法，可适用于目前乙烯生产中所常用的裂解原料，比如乙烷、丙烷、碳四馏分、液态轻烃、液化石油气、航空煤油、石脑油、轻柴油和加氢尾油中的至少两种。

具体的，上述碳四馏分，其是以C4链烷烃和C4烯烃作为主成分的混合物，上述C4链烷烃比如是正丁烷、异丁烷，上述C4烯烃，比如是正丁烯、异丁烯、和丁二烯。

液态轻烃，主要指的是碳原子数为碳五、碳六和少数碳七以上的轻烃，是石油开采、炼制、天然气净化过程中的伴生物，也是制造乙烯的重要原料。

石脑油，是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油，又叫化工轻油，主要成分为C5～C7烷烃。在本发明具体实施过程中，用于生产乙烯的石脑油可以是轻石脑油，主要包括70℃～145℃的馏分，也可以是重石脑油，主要包括70℃～180℃的馏分。

轻柴油，通常指的是180℃～370℃的馏分，一般是由天然石油的直馏柴油与二次加工柴油掺和得到，有时也掺一部分裂化产物。

液化石油气是在炼油厂内，由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体，主要成分是丙烷和丁烷，通常伴有少量的丙烯和丁烯。

加氢尾油，是原油加氢裂化的副产品之一，也称为加氢裂化尾油。

拔头油，重整原料油预分馏时从分馏塔顶蒸出的70℃以前的轻馏分。

在本发明具体实施过程中，对乙烷和丙烷的裂解，可以是分别对乙烷和丙烷进行裂解，也可以是将乙烷和丙烷的混合物通入裂解炉中进行裂解。

乙烷和丙烷均为生产乙烯和丙烯的重要裂解原料，且在生产乙烯和丙烯的过程中，裂解产物中不可避免会含有部分乙烷和丙烷，所以一般是将得到的裂解产物经分离得到乙烷和丙烷，然后返回到裂解炉中进行裂解。

上述裂解原料的表征参数，至少包括密度、POINA值和馏程，其中POINA值指的是待加工的裂解原料中，烷烃(P)、烯烃(O)、异构烷烃(I)、环烷烃(N)、芳烃(A)的质量含量。

本发明中所述的裂解炉，可以是乙烯生产中常用的裂解炉，比如目前乙烯生产企业较常使用的CBL、SRT、USC、GK等炉型的裂解炉。裂解炉的结构参数包括炉管排布方式(包括炉管的数量、形状和间距)、炉管长度、炉管内径、炉管壁厚和传输线长度等。在本发明中，若两台裂解炉的全部结构参数均相同，则被认为是相同的裂解炉；否则，即使是属于同一套乙烯装置的裂解炉，只要有一项结构参数不一致，也被认为是不同的裂解炉。

可以理解，在实际生产中，除了裂解原料、裂解炉以外，裂解原料在裂解炉中进行裂解的目标工艺参数，即最终实施的工艺参数，也是影响裂解产物的重要因素。该目标工艺参数，可以从多种待选工艺参数中选择得出，在本发明具体实施过程中，确定每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的目标工艺参数，包括：

为每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解提供至少两组待选工艺参数；

采用裂解炉机理模型，分别确定每组待选工艺参数所对应的丙烯收率和乙烯收率；

根据所述丙烯收率和乙烯收率，确定所述目标工艺参数。

具体的，上述待选工艺参数可根据现场实际情况给出，然后根据裂解原料的表征参数和裂解炉的结构参数，采用裂解炉机理模型，确定在该待选工艺参数条件下，每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解得到的丙烯收率和乙烯收率。根据该丙烯收率和乙烯收率，即可得到在每组待选工艺参数下，每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的最优工艺参数，并将该最优工艺参数作为目标工艺参数。

在本发明具体实施过程中，是根据裂解炉机理模型，确定每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解所得到的全组分产品收率，然后确定其中的乙烯收率和丙烯收率，然后根据乙烯收率和丙烯收率，确定最优的工艺参数作为目标参数。

上述确定最优工艺参数(即目标参数)，可以根据裂解深度确定，也可以根据重点产品的产率确定。

其中，裂解深度是指裂解反应的进行程度，直接体现了裂解原料的利用率。由于乙烯生产过程中的裂解反应非常复杂，所以可采用不同的参数表征不同裂解原料的裂解深度，包括裂解原料转化率、丙烯与乙烯的收率比值、甲烷收率、甲烷对乙烯的收率比值、甲烷对丙烯的收率比值、液体产物的含氢量和氢碳原子比等。在本发明具体实施过程中，采用丙烯与乙烯的收率比值(即俗称的丙乙比)作为裂解深度，并认为最大裂解深度所对应的待选工艺参数作为最优工艺参数，即目标工艺参数，以实现裂解原料的最大利用，避免经济损失。

或者，也可以以双烯收率最大化时的待选工艺参数作为目标工艺参数，即认为当乙烯收率与丙烯收率之和最大时，所对应的待选工艺参数为最优工艺参数，以获得最大产品效益和经济效益。

当然，也可以根据实际情况选择其它维度，以确定最优工艺参数，比如也可以以乙烯收率最大化时的待选工艺参数作为目标工艺参数。

本发明中，为确定全组分产品收率所采用的裂解炉机理模型，具体可以是自由基反应机理模型，比如可通过SPYRO软件等商业化软件，确定全组分产品收率；或者也可以采用自行建立的自由基反应机理模型，确定全组分产品收率。

具体的，自行建立的自由基反应机理模型，假定在裂解炉中发生的裂解反应系统共包含单分子反应网络和自由基反应网络两类；裂解炉炉管内采用一维反应管模型并采用活塞流假设，即忽略温度、分子组成、压力等参数在反应管内的径向分布，根据反应动力学方法，实现对裂解反应动力学的模拟和裂解反应得到的产品的预测。

其中，裂解原料在裂解炉中进行裂解的自由基反应机理模型包括反应动力学模型和反应器模型，其中反应器模型包括连续性方程、能量方程和动量方程。

反应动力学模型：

自由基反应机理主要包括C-C键和C-H键断裂反应及其逆反应、分子内和分子间的夺氢反应、基团加成反应和基团逆向β断裂反应。反应动力学模型采用自由基反应机理，反应系统包含μ和β两个反应网络系统，前者描述C6以上分子内或分子间的断键反应、夺氢反应和基团加成；后者描述C5以下的分子、基团反应以及C6以上的β和βμ自由基反应，包含2000个以上的反应和100种以上的物质。在整个反应网络中，共包含800种不同的分子、基团、虚拟组分和13000个以上的反应。

以C-C键断裂为例进行说明，通过C-C断裂正壬烷(M)的消失速率是根据下式的反应网络计算的：

由正壬烷引发得到的1-辛基(μ₁)的净生成速率和由μ1异构化得到的3-辛基(μ₂)的生成速率分别为：

考虑到拟稳态近似法，μ基团的净生成速率等于0：

R_V(μ₁)＝R_V(μ₂)＝0

可以算出μ₁和μ₂的浓度：

其他μ基团的浓度也可以用相似的方法推导得到，可用如下的通用公式表示。其中，F_i因子是总反应速率系数和产物速率系数的比值，与温度相关。

1-辛基分解生成一分子乙烯和一分子己基(μ′₁)。1-辛基β断裂得到产物的生产速率为：

其中，反应速率常数是通过实验数据获得的。由于裂解反应是发生在炉管内，故可以得出反应器模型：

工艺气混合物中组分j的恒温态连续性方程为：

其中，Fj：组分j的摩尔流率 [kmol s^-1]

z：轴向位置 [m]

r_V,k：反应k的反应速率 [kmol m^-3s^-1]

νk,j：组分j的化学计量系数 [-]

Ω：横截面积 [m²]

n_r：反应数 [-]

能量方程表示为进入横截面积为Ω，长度为dz的单位体积元的热量等于流出的热量。因此其方程可写为：

其中，q：传递给工业气的热通量 [kJm^-2s^-1]

T：温度 [K]

cpj：组分j在温度T时的热容 [kJ kmol^-1K^-1]

△_fH_k：物质k的标准焓 [kJ kmol^-1]

R_v,k：k的净生成速率 [kmol m^-3s^-1]

动量方程用于计算摩擦和动量变化：

其中，pt：总压 [Pa]

α：转化因子 [-]

f：范宁摩擦系数 [-]

rb：弯头半径 [m]

通过以下服从理想气体定律的工艺气体的速度方程，动量方程可以改写成更便捷的压降方程，

其中，M：平均分子量 [kg kmol^-1]

Ft：总摩尔流率 [kmol s^-1]

G：质量流量 [kgm^-2s^-1]

使用链式法则，可将其改写为v对z求导：

重排后结果如下：

具体的，上述自由基反应机理模型是基于裂解原料的表征参数、裂解炉的结构参数以及工艺参数(包括目标工艺参数和待选工艺参数)，通过打靶法计算，给出相应的全组分产品收率。

采用上述方法建立的自由基反应机理模型，虽然已经做了上述系列条件假设约束以简化计算，但是，由于所涉及的方程数目很多，往往包括几千个甚至更多个自由基反应式，且涉及到的变量至少包括裂解原料的表征参数、裂解炉的结构参数和工艺参数，因此对自由基反应机理模型进行求解以得到全组分产品分布，是较为复杂且繁琐的过程，所以，在本发明具体实施过程中，通常是将上述自由基反应机理模型转变为计算机程序，输入上述表征参数、结构参数和目标工艺参数(或待选工艺参数)，然后通过计算机程序实现对自由基反应机理模型的求解，最终得到全组分产品收率。

具体的，上述全组分产品至少包括氢气、甲烷、乙烯、丙烯、碳四馏分、丁二烯、苯、裂解汽油和裂解燃料油。

本发明中所述的待选配置方案，指的是为每台裂解炉所分配的待加工裂解原料，以及每种待加工裂解原料的待加工量。本发明所提供的配置方法，其更适合待选配置方案中涉及两种以上待加工的裂解原料，以及涉及至少两台不同的裂解炉。可以理解，分配给每台裂解炉的待加工的裂解原料的总量，都不应超过该裂解炉的最大加工能力。

具体的，对于生产规模较大的乙烯生产企业，由于其涉及的待加工裂解原料的种类及待加工量都较大，所使用的裂解炉数量及种类也较多，因此可采用计划优化模型建立两种以上待选的配置方案，通常采用计算机程序实现，比如采用线性规划软件实现。上述线性规划软件比如可以是石油化工企业中常用的优化排产工具(也称为优化排产软件)，如Honeywell公司的RPMS(Refinery and Petrochemical Modeling System，炼油和石油化工建模系统)、ASPEN公司的PIMS(Process Industry Modeling System，流程工艺模拟系统)等。

在本发明具体实施过程中，是将每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的全组分产品分布的数据输入上述线性规划软件中，该线性规划软件采用计划优化模型，根据用户所设定的限定条件，比如物流走向，或者裂解炉加工总量等，确定并提供两组以上待选的配置方案。可以理解，由于该线性规划软件能够综合考虑乙烯生产企业的实际情况，以及用户输入的限制条件，因而其所提供的待选配置方案，不仅贴合实际生产，而且已经经过了初步优化和筛选，从而更有利于后续选出最优的待选配置方案，作为最终实际生产中所用的配置方案。

在本发明具体实施过程中，可根据预设目标，确定达到该预设目标的加工结果所对应的待选配置方案，作为最终生产中所实施的配置方案。一般来说，该预设目标一般是利润最大化、成本最小化或重点产品收率最大化。其中，由于待加工裂解原料的待加工量确定，所有裂解原料的成本确定，即所有配置方案的原料成本是一致的，因此本发明一般采用利润最大化或重点产品收率最大化作为预设目标。

在一可选的实施方式中，上述预设目标为利润最大化，则上述确定方法还包括：

确定每组配置方案的裂解原料总成本；

根据加工结果，确定每组待选配置方案的预期收入；

根据每组配置方案的预期收入和裂解原料总成本，确定每组待选配置方案所产生的预期利润。

具体的，上述裂解原料总成本，可根据各裂解原料的购买价格乘以其对应的待加工量得到。上述预期收入，可根据各产品的市场售价乘以其对应的总产量得到。由于产品价格经常随市场情况发生波动，因此可采用一段时间内的平均价格或者预测平均价格代替。

使用预期收入减去裂解原料总成本，即可得到预期利润。

通过对比各配置方案所能够带来的预期利润，选择预期利润最大的配置方案作为实际施行的生产方案。

当然，也可以根据实际市场对产品的需求确定最终的配置方案，即预设目标为重点产品收率最大化，比如目前市场上对乙烯或丙烯的需求较大，所以可依据乙烯产品总产量和/或丙烯产品总产量，确定实际施行的配置方案。具体的，在本发明一可选的实施方式中，上述配置方法还包括：

确定加工结果中，乙烯产品总产量最高所对应的配置方案，或者丙烯产品总产量最高所对应的配置方案，又或者乙烯与丙烯总产量之和最大所对应的配置方案。

本发明提供了一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法，通过采用裂解炉机理模型以确定全组分产品收率，并结合计划优化模型，得到裂解原料与裂解炉权的最佳配置方案，提高了裂解原料的整体利用率，并提高了企业的生产效益和经济效益。

并且，该配置方案简单、实用性强、成本低，易于实施和移植，能够广泛的应用于乙烯生产企业，尤其是适用于大型乙烯生产企业。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

某乙烯生产企业某一天待加工的裂解原料包括石脑油、拔头油、丙烷、航空煤油和液化石油气，各裂解原料的待加工量如表1所示。

表1待加工裂解原料及其待加工量

其中，上述石脑油、拔头油、航空煤油和液化石油气的主要表征参数如表2至表5所示。

表2石脑油的表征参数

表3拔头油的表征参数

表4航空煤油的表征参数

表5液化石油气的表征参数

组分名称	体积分数(％)
		丙烷	65.11
乙烷	0.43
		异丁烷	20.43
异戊烷	0.04
		正丁烷	13.02
正戊烷	0.01
		C5以上	0.96

该乙烯生产企业具有两套乙烯装置，分别记为1#乙烯装置和2#乙烯装置。

1#乙烯装置具有4台完全相同的裂解炉，分别记为F1、F2、F3和F4。四台炉管均为直线竖管排列，每台裂解炉的炉管数量为224根。每根炉管的参数为：

管长：13.0米；内径：0.04米；壁厚：0.006米；管心距：0.108。

绝热段：管长：4.7米；内径：0.04米；壁厚：0.006米。

2#乙烯装置具有3台裂解炉，分别记为F5、F6和F7，其中F5与F6的结构参数完全相同，炉管为U行管，每台裂解炉的炉管数量为40根；F7的炉管为U行管，炉管数量为40根。裂解炉F5、F6和F7的炉管参数如表6所示。

表6 2#乙烯装置中裂解炉的炉管参数

为每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解提供多组待选工艺参数，并采用自由基反应机理模型，通过打靶法计算得到每组待选工艺参数所对应全组分产品收率，计算其中的丙烯收率与乙烯收率之和，选择收率之和最大值所对应的待选工艺参数作为最终实施的目标工艺参数。

其中，不同裂解原料在1#乙烯装置的裂解炉F1、F2、F3和F4中裂解的主要目标工艺参数如表7所示。由于1#乙烯装置的四台裂解炉的结构参数完全一致，因此对于同一裂解原料，所实施的目标工艺参数也一致。其中，COT：裂解炉出口温度；DS：汽烃比；CIT：横跨段入口温度。

表7裂解原料在1#乙烯装置中的目标工艺参数

裂解原料在2#乙烯装置的裂解炉F5、F6和F7中进行裂解的目标工艺参数如表8所示。由于裂解炉F5和F6相同，因此目标工艺参数也一致。其中，裂解炉F5和F6只能用于加工石脑油和拔头油；裂解炉F7只能用于加工石脑油和丙烷。

表8裂解原料在2#乙烯装置中的目标工艺参数

根据上述裂解原料的表征参数、裂解炉的结构参数和目标工艺参数，采用自行建立的自由基反应机理模型，得到裂解原料在不同裂解炉中的全组分产品分布及裂解深度(丙乙比)，其中不同裂解原料在不同裂解炉中进行裂解的全组分产品分布如表9和表10所示；计算裂解深度结果如表11所示。

表9 1#乙烯装置的全组分产品分布

表10 2#乙烯装置的全组分产品分布

	F5	F6	F6	F7	F7
						产品	炉石脑油	石脑油	拔头油	石脑油	丙烷
乙烯	31.684	32.026	40.347	30.528	45.458
						丙烯	14.618	15.392	14.617	11.097	19.548
裂解碳四	2.130	2.412	3.026	1.198	0.888
						丁二烯	4.455	4.643	4.267	3.587	1.516
裂解汽油	14.393	14.420	9.112	14.255	3.801
						裂解重油	7.377	6.342	2.843	11.944	0.008
苯	7.028	7.114	4.940	6.629	1.235
						氢气	1.263	1.231	1.235	1.458	1.604
甲烷	16.047	15.434	18.299	18.204	21.942

表11裂解原料在裂解炉中的裂解深度

将上述全组分产品分布的数据输入Honeywell公司的RPMS软件中，并设置不同的约束条件，得到3组待选配置方案，分别记为方案1至方案3，其中方案1：不限制物料走向，只限制装置加工量；方案2：只分配拔头油，并限制装置加工量；方案3：相同装置负荷，不限制物料走向。

同时，根据经验设计一组待选配置方案，记为方案4，各待选各配置方案的具体情况如表12至表15所示。

表12方案1

	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7
								石脑油	0	0	655	850	528	600	0
拔头油	1,111	0	0	0	0	0	0
								丙烷	0	0	0	0	0	0	219
航空煤油	0	1,128	0	0	0	0	0
								液化石油气	0	0	564	0	0	0	0

表13方案2

	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7
								石脑油	744	0	379	454	528	360	168
拔头油	379	0	0	491	0	240	0
								丙烷	0	0	118	59	0	0	42
航空煤油	0	1,128	0	0	0	0	0
								液化石油气	0	0	276	288	0	0	0

表14方案3

	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7
								石脑油	89	0	433	1,079	528	504	0
拔头油	1,111	0	0	0	0	0	0
								丙烷	0	0	9	0	0	0	210
航空煤油	0	1,128	0	0	0	0	0
								液化石油气	0	0	564	0	0	0	0

表15方案4

	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7
								石脑油	744	0	379	454	528	360	168
拔头油	456	0	233	278	0	144	0
								丙烷	0	0	118	59	0	0	42
航空煤油	0	1,128	0	0	0	0	0
								液化石油气	0	0	276	288	0	0	0

四组不同待选配置方案的加工结果如表16所示。

由表16可知，方案1的关键产品乙烯和丙烯的产量明显高于其它配置方案，比如与方案4相比，乙烯生产量增加了4吨，丙烯生产量增加了15吨。所以，如果预设目标是重点产品收率最大化，即目标是获得更多的乙烯产品或丙烯产品，则可按照方案1作为实际生产的配置方案。

表16不同方案的产品分布比较(单位：*1000吨/天)

当然，若预设目标是利润最大化，可对比每种待选配置方案所带来的预期利润。其中，裂解原料的购买成本如表17所示，产品的当前市场售价如表18所示。

表17裂解原料购买成本

裂解原料	成本(单位：元/吨)
		石脑油	1000
拔头油	1000
		航空煤油	920
液化石油气	900
		丙烷	900

表18产品价格

产品	售价(单位：元/吨)
		乙烯	6540
丙烯	4350
		碳四	3425
丁二烯	4100
		裂解汽油	2300
裂解重油	1100
		苯	4453
氢气	7300
		燃料气	850

根据上述裂解原料的成本和裂解原料的待加工量，计算每组配置方案的裂解原料总成本；根据当前市场售价和全组分产品分布，计算每组配置方案的预期收入；用预期收入减去裂解原料总成本，得到每组配置方案所产生的预期利润，具体结果如表19所示。

表19不同优化方案净利润的比较(单位：元)

方案	方案4	方案1	方案2	方案3
					产品销售所得	22632228	22696267	22634096	22687760
原料成本	5486741	5486741	5486741	5486741
					净利润	17145487	17209526	17147355	17201019

由表19可知，方案1至方案3所带来的预期利润均大于方案4的预期利润，其中以方案1所带来的预期利润最大，与方案4相比，预期利润增加了64039元，即每天增加利润约6.4万元，按每年360天计算，该乙烯生产企业两套乙烯装置的总经济效益增加2305万元/年，因此，如果以全厂经济效益最大化为目标，可采用方案1作为实际生产的配置方案。并且，由于在确定上述待选配置方案时，选择了乙烯和丙烯收率最大化作为筛选条件，因此也保证了裂解原料的有效利用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种乙烯生产所用裂解原料的配置方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定待加工的裂解原料的表征参数，所述表征参数包括密度、POINA值和馏程；

确定裂解炉的结构参数，所述结构参数包括炉管排布方式、炉管长度、炉管内径、炉管壁厚和传输线长度；

确定每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的目标工艺参数，所述目标工艺参数包括汽烃比、炉管进口温度和炉管出口温度；

根据上述表征参数、结构参数和目标工艺参数，采用裂解炉机理模型，确定每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的全组分产品收率；

根据每种裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的全组分产品收率，采用计划优化模型，建立两组以上待选配置方案，所述待选配置方案包括分配给每台裂解炉的每种待加工裂解原料的待加工量；

确定每组待选配置方案的加工结果，所述加工结果包括全组分产品中各产品的总产量；

根据预设目标，确定达到该预设目标的加工结果所对应的待选配置方案。

2.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，所述裂解炉机理模型为自由基反应机理模型。

3.根据权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，所述确定每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解的目标工艺参数，包括：

为每种待加工的裂解原料在每台裂解炉中进行裂解提供至少两组待选工艺参数；

采用裂解炉机理模型，分别确定每组待选工艺参数所对应的丙烯收率和乙烯收率；

根据所述丙烯收率和乙烯收率，确定所述目标工艺参数。

4.根据权利要求3所述的配置方法，其特征在于，

采用丙烯收率与乙烯收率之间的最大比值所对应的待选工艺参数作为作数目标工艺参数；

或者，

采用丙烯收率与乙烯收率之和的最大值所对应的待选工艺参数作为所述目标工艺参数。

5.根据权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，采用线性规划软件，建立两组以上待选的配置方案。

6.根据权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，所述待加工的裂解原料选自乙烷、丙烷、碳四馏分、液态轻烃、液化石油气、航空煤油、石脑油、拔头油、轻柴油和加氢尾油中的至少两种。

7.根据权利要求1或2所述的配置方法，其特征在于，所述全组分产品至少包括氢气、甲烷、乙烯、丙烯、碳四馏分、丁二烯、苯、裂解汽油和裂解燃料油。

8.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，还包括：

根据所述加工结果，确定每组待选的配置方案的预期收入；

确定每组待选的配置方案的裂解原料总成本；

根据预期收入和裂解原料总成本，确定每组待选的配置方案所产生的预期利润。

9.根据权利要求8所述的配置方法，其特征在于，还包括：确定最大预期利润所对应的待选的配置方案。

10.根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于，还包括：

确定所述加工结果中，乙烯产品总产量和/或丙烯产品总产量最高所对应的待选的配置方案。