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优化裂解炉控制提高乙烯收率

随着对现场过程控制水平要求的不断提高，越来越多的石油

化工装置都采用了DCS（集散）控制，DCS控制在取代常规仪表

实现装置“安、稳、长、满、优”生产等方面无可比拟的优越性。

上海石化2#乙烯装置中的DCS采用Honeywell公司的TDC3000

产品，TDC3000控制系统为九十年代中期产品，生产装置许多复

杂的控制功能都可以通过DCS的组态，编程等来实现。针对如何

提高裂解炉的稳定长周期运行和进一步提高乙烯收率问题，对

2#乙烯裂解炉进行了探索并进行了实践，通过优化控制方案和提

高现场仪表的可靠性等，使裂解炉的运行周期更长，炉出口温度

更加稳定，达到了预想的目标。

1.裂解炉控制的基本要求

(1)裂解炉工艺

（2）裂解炉控制的基本要求：

(3)影响裂解炉控制的主要干扰因素：

A裂解原料的进料量，温度，组份；B稀释蒸汽的变化；

C原料进料总压力的变化；

D燃料系统的压力及燃烧状况的波动；E炉管进出口温差

与结焦变化等。

(4)裂解炉的控制内容

裂解炉的控制主要包括：进料流量控制，燃料气压力控制，

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炉膛负压控制，炉出口温度控制，汽包液面控制为辅助控制等。

2.裂解炉原控制方案

裂解炉是一个多变量且比较复杂的控制对象，根据前面裂解

炉的控制要求，及主要干扰因素，结合STRIII炉，设计以下主

要控制方案。

（1）.烃进料流量控制：STRIII裂解炉的进料控制，由六

组进料，其控制分别为单回路控制，即FIC101A，FIC101B，

FIC101C，FIC101D，FIC101E，FIC101F.

(2).稀释蒸汽流量控制；STRIII裂解炉的稀释蒸汽控制，

由六组进料，其控制为单回路控制，即FIC101G，FIC101H，

FIC101J，FIC101K，FIC101L，FIC101M.

(3).炉出口温度控制：采用炉出口温度与燃料气的压力进行

串级控制。裂解炉出口温度为主参数，把影响裂解炉出口温度的

主要干扰因素――燃料气的压力引入副回路中，设想利用副回路

的快速作用，能对进入副回路的干扰具有很强的克服能力。理论

上认为由于副回路的存在，燃料气压力波动，必然会很快克服，

不会对系统造成很大影响，其次由于副回路的存在，使等效时间

常数T大大减小，所以系统频率可以提高，从而提高系统调节精

度。

(4).炉膛负压控制是通过炉顶风门挡板来控制。

（5）.烃类、蒸汽比例调节由手动开关设定

裂解炉原控制方案是比较简单的控制，其乙烯收率、裂解炉

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出口温度COT波动较大，造成裂解炉运行周期短、裂解炉能耗大

等结果。为了进一步提高裂解炉的能效和乙烯收率，在原有控制

方案的基础上进行增加相关参数进入控制回路，从而达到新的目

标。

3.裂解炉优化控制主要内容

以SRT-III裂解炉为例，对整体裂解炉的控制和方案优化进

行说明。

(1)影响乙烯收率的因素：裂解温度