自動切換及燒焦APC技術(shù)在乙烯裝置裂解爐的應(yīng)用

王培歌

(中韓(武漢)石油化工有限公司發(fā)展技術(shù)部,湖北 武漢 430082)

中韓(武漢)石化公司乙烯裝置,原設(shè)計裝置規(guī)模為80萬t/a乙烯,采用基于國產(chǎn)化的CBL技術(shù),共八臺12萬t/a乙烯裂解爐。其中一臺CBL-R循環(huán)氣體裂解爐H-001(簡稱乙烷爐),設(shè)計裂解原料為乙烷,實際操作原料為裝置自產(chǎn)的循環(huán)乙烷和丙烷,以及來自武漢石化煉廠的LPG和C3的混合物;5臺輕液體原料CBL-Ⅴ型裂解爐H-002/003,006～008(簡稱輕油爐),設(shè)計裂解原料為石腦油(NAP),其中H-002/003可以在氣體爐H-001清焦時作為氣體原料的備用爐,H-002/003也可以單獨裂解LPG和輕烴;2臺重液體原料CBL-Ⅴ型裂解爐H-004/005(簡稱重油爐),設(shè)計裂解原料為加氫尾油(HVGO)和石腦油。

2018年,增加一臺基于國產(chǎn)化CBL技術(shù)的雙爐膛乙烯裂解爐H-009。設(shè)計公稱能力為14萬t/a,設(shè)計主要裂解原料為LPG,同時可裂解石腦油和裝置的循環(huán)乙丙烷。

1 裂解爐自動切換及燒焦APC簡介

2017年和2019年,中韓(武漢)石化公司與韓國Sayplant公司合作,在乙烯裝置H-001～008和H-009裂解爐,引入自動投料和燒焦先進過程控制(APC)系統(tǒng)。

1.1 自動切換及燒焦APC功能

該系統(tǒng)具備五個功能,實現(xiàn)自動操作:1)裂解爐自動切換操作;2)裂解爐總體負(fù)荷自動分配;3)裂解爐自動燒焦;4)裂解爐COT自動升降;5)裂解爐COT先進控制。

1.2 自動切換及燒焦APC主要結(jié)構(gòu)流程

1.2.1 結(jié)構(gòu)圖

自動切換及燒焦APC主要結(jié)構(gòu)流程如圖1所示。

圖1 主要結(jié)構(gòu)流程

把PSOS(Profit Suite Operator Station)設(shè)置于操作員站,操作員用來管理、運行APC。

1.2.2 構(gòu)建過程模型

1)預(yù)測試(Pre-Step Test):了解工藝,檢查回路,正式測試之前的預(yù)測試。

2)基本設(shè)計:定義操作變量(MV),受控變量(CV),干擾變量(DV)以及設(shè)定控制指標(biāo)。

3)工廠測試(Plant Test):通過MV/DV步驟測試,導(dǎo)出其與CV的數(shù)據(jù)關(guān)系。

4)詳細(xì)設(shè)計:建模及模擬。

1.2.3 在Profit Controller(Suite)中建模及啟動程序

1)PDS(Profit Design Studio):建模及模擬,以模型為基礎(chǔ)構(gòu)建控制器。

2)PSRS(Profit Suite Runtime Studio):為了在EPKS中驅(qū)動控制器,需構(gòu)建相關(guān)控制器的URT平臺。

3)URT資源管理器:完成URT平臺的具體項目內(nèi)容的設(shè)置。

1.2.4 自動控制的啟動和運行畫面

提供各類顯示畫面,開關(guān)以及設(shè)置更改等,來確認(rèn)APC狀態(tài),操作員參照PSOS畫面運行APC。

2 裂解爐自動切換及燒焦APC應(yīng)用

裂解爐投料及燒焦APC投用后,在不同原料(循環(huán)乙烷爐、石腦油、輕烴、加氫尾油)、不同爐型(H-001～009)情況下分別投用,在上述五個功能運行良好,如表1所示。

表1 裂解爐運行情況

該APC各個功能,在不同原料和不同爐型情況下,確認(rèn)事項和投用步驟基本相似,下面以H-006(石腦油爐)為例,簡述該APC投用確認(rèn)事項及投用結(jié)果。

2.1 功能1 Switch自動切換(以H-004投料,H-006退料為例)

2.1.1 確認(rèn)事項

功能1確認(rèn)事項見表2。

表2 功能1確認(rèn)事項

2.1.2 操作條件確認(rèn)

功能1操作條件確認(rèn)見表3。

表3 功能1操作條件確認(rèn)

2.1.3 結(jié)果

功能1操作結(jié)果見表4。

表4 功能1操作結(jié)果

2.2 功能2 負(fù)荷自動調(diào)整

2.2.1 確認(rèn)事項

功能2確認(rèn)事項見表5。

表5 功能2確認(rèn)事項

2.2.2 操作條件

功能2操作條件見表6。

表6 功能2操作條件

2.2.3 結(jié)果

功能2操作結(jié)果見表7。

表7 功能2操作結(jié)果

2.3 功能3自動燒焦

2.3.1 確認(rèn)事項

功能3確認(rèn)事項見表8。

表8 功能3確認(rèn)事項

2.3.2 操作條件

功能3操作條件見表9、10。

表9 功能3操作條件

表10 功能3操作條件

2.3.3 結(jié)果

功能3操作結(jié)果見表11。

表11 功能3操作結(jié)果

2.4 功能4 COT自動上升/下降

2.4.1 確認(rèn)事項

功能4確認(rèn)事項見表12。

表12 功能4確認(rèn)事項

2.4.2 操作條件

功能4操作條件見表13。

表13 功能4操作條件

2.4.3 結(jié)果

功能4操作結(jié)果見表14。

表14 功能4操作結(jié)果

2.5 功能5 COT先進控制

2.5.1 確認(rèn)事項

功能5確認(rèn)事項見表15。

表15 功能5確認(rèn)事項

2.5.2 結(jié)果

功能5操作結(jié)果見表16。

表16 功能5操作結(jié)果

3 結(jié)論

乙烯裝置裂解爐引入自動切換和燒焦APC后,在不同原料、不同爐型情況下,在切換、燒焦、原料分配、COT升降、優(yōu)化控制等5個方面運行良好,實現(xiàn)了自動化,優(yōu)化了裂解爐操作,將系統(tǒng)波動降至最低,減少了物料浪費和能源消耗。