乙烯装置控制系统设计+文献综述(3)
1.4制冷系统
乙烯制冷系统是密闭式、用超高压蒸汽透平驱动的三级离心式压缩机系统。该系统提供三个制冷温度等级（-101 -75 -62）的乙烯作为深冷级用户的制冷剂。
甲烷制冷系统是一往复式的压缩机组，它提供一个-136摄氏度的制冷温度等级，用于冷箱系统氢气回收和脱甲烷塔、回流所需的冷量交换。
1.5 设计的主要内容
熟悉乙烯装置的工艺流程及其乙烯装置的控制要求，以力控为平台设计乙烯装置控制系统。设计监控系统流程界面，包括实时曲线、历史曲线、控制程序等。
2 裂解炉的控制
2.1 裂解炉的数学模型
石脑油裂解是乙烯、丙烯和其他一些重要化工原料的来源，根据石脑油的油品和对其裂解的操作条件，可获得26%~36%的乙烯收率，因此，一个详细的石脑油裂解模型，对裂解炉设计、裂解产品浓度预测以及优化操作装置，将具有很大的实际应用价值。为了模型化裂解反应过程，首先必须知道该过程中所发生的化学反应。
针对国内某引进的30万吨/年乙烯装置中SRT-III型裂解炉热裂解石脑油的实际操作状况，采用Kumar等提出的石脑油裂解制乙烯的反应动力学结构，并运用工业裂解炉的实际操作数据对其反应动力学中的一些参数进行校正，建立了石脑油工业裂解制乙烯的工艺机理数学模型。该模型克服了前人研究工作中的一些缺陷，模拟计算结果表明，该模型充分反映了工业裂解炉的操作特性，其模拟精度令人满意。
在此工艺机理数学模型基础上，运用非线性逐步回归分析，建立了裂解炉出口乙烯和丙烯收率，以及裂解深度的简化非线性预测模型，其有利于裂解炉计算机先进控制系统(如裂解深度系统等)的投运和优化控制系统的实施。针对石脑油裂解过程化学反应机理复杂、干扰因素多等特点，下面应用多层前向型人工神经元网络方法，对石脑油裂解过程的模型化进行了研究。
2.1.1 工业机理数学模型的建立
由于石脑油裂解过程的化学反应机理十分复杂，且SRT-III工业裂解炉的结构亦较为复杂，故在模型化石脑油裂解反应时，有必要作一些假定，这些假定一方面与实际工业裂解炉操作状况接近，另一方面为建立实用且简便的模型提供了方便，根据前人的研究和裂解炉的实际操作经验，作如下假定:
①烃类混合物为理想气体;
②管内气体流动为理想的活塞流;
③管内径向的浓度差和温度梯度忽略不计;
④炉膛烟气温度分布均匀。
在上述假定条件下，裂解炉的工艺机理数学模型主要由物料衡算方程式、热量衡算方程式和动量衡算方程式构成。
石脑油热裂解化学反应动力学采用的裂解反应动力学模型是Kumar和Kunzru提出的石脑油热裂解的分子反应动力学模型，该模型是通过长期的实验室研究而获得的，含有22个分子反应方程式，划分为一次反应和二次反应。一次反应是石脑油裂解生成C4以上的各种的反应动力学参数，与石脑油的油品特性有很大关系，而二次反应的动力学参数对不同的油品则认为是基本不变的。下面根据工业裂解炉的实际操作工况和大量统计数据(尤其是裂解原料的特性变化)，对Kumar模型中一次反应选择性系数和动力学参数进行了优化调整。
由反应动力学理论知道，对于一级和二级化学反应，尽管其反应动力学表述各不相同
(2.1)
但都可以表示为反应物浓度的函数，并有 (2.2)
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