淄博市桓台县富中化工有限公司
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现场中标识二氯乙烷裂解情况的直观变量为COT,但是COT不能明确反映出二氯乙烷裂解水平。判断二氯乙烷裂解性能的指标众多,其中最为重要的指标有三个:转化率(conv),选择性(selec)和燃料气单耗(consum )。三个性能指标之间相互矛盾,不能同时达到最优,因此通过建模手段可将这三个二氯乙烷裂解指标转化为各操作条件的函数关系,构成一个典型的多目标优化问题。决策变量的选择影响二氯乙烷裂解性能指标的条件总多,总体上讲,包括工艺条件和操作条件。由于本文研究的二氯乙烷裂解炉的优化是立足于现有的工艺设备,因此,裂解炉炉膛和炉管尺寸以及空间位置等工艺条件无从改变,对二氯乙烷的优化工作只能是通过调整二氯乙烷裂解炉的操作条件实现。现场可变的二氯乙烷操作条件也有很多,从燃料气角度而言,主要包括燃料气用量,燃料气负荷分配比例,空燃比等;从裂解原料角度,包括二氯乙烷进料量,进料入口压力,入口温度,出口压力,出口温度等。本章依据第三章所建立的模型以及分析结论,选取四个对于二氯乙烷裂解性能有显著影响的操作条件作为决策变量,分别为二氯乙烷进料流量(C feedstock),燃料气进料量(fuel gas ),燃料气负荷分配比例在工业生产中,二氯乙烷裂解炉操作条件可调整的幅度,必须满足一些约束条件。主要包括两类约束,一种为出于安全考虑的约束,一种为满足上下游正常生产的约束条件,本文针对上述条件,在二氯乙烷多目标优化计算中,一共归纳出了3种约束条件。第一,为了防止炉管外壁温度过高,超过炉管金属材料所能承受的极限值,出现炉管烧穿等安全隐患,规定炉管外壁最高温度(Tube maximum temperature, TMT)必须小于一定的设定值;其次,炉管入口受到上游二氯乙烷精制等单元入口压力约束,裂解炉炉管入口压力(coil outlet pressure, CIP)也必须小于规定值;最后炉管出口处物料的组成对下游的分离会产生重大影响,二氯乙烷裂解的选择性也必须大于规定要求,以避免下游分离分担过大,消耗大量的能量。结合现场的生产数据以及经验,二氯乙烷优化问题的约束条件的数学表达式为。