大型乙烯生产过程智能制造技术

Smart Manufacturing Technology for Large-Scale Ethylene Plants

2002年国家科技进步二等奖

2009年国家科技进步二等奖

2019年国家科技进步二等奖

乙烯工业是石油化工产业的龙头和核心，在国民经济中占有重要地位。乙烯生产智能制造深度融合现代信息技术和制造过程，带动石化化工行业数字化转型，以应对市场和发展形势变化。本项目突破了乙烯工业软件、原料选择优化与调度、全流程实时优化和先进控制等核心技术，实现了乙烯智能制造技术的国产化，支撑了乙烯工业高质量发展。

团队自1990年开始乙烯生产智能制造核心技术攻关，有30多年的研发积累和知识沉淀

自主研发裂解原料选择优化与调度技术，获得最佳原料组合和最优投料组合

• 石脑油、轻石脑油、加氢尾油等裂解原料经济性评价

• 裂解炉群循环调度在线优化

• 裂解炉产能、收率、热效率、运行周期等指标在线评测

• 大规模混合整数非线性优化问题求解

自主研发了乙烯全流程协同优化技术，实现了乙烯装置在线实时优化

• 研发了裂解炉炉膛传热与炉管反应耦合模拟、分离单元机理建模方法，实现了全流程模拟与虚拟制造

• 研发了裂解单元、冷箱和脱甲烷系统、加氢单元、公用工程系统等局部实时优化技术，保证单元运行效益最佳

• 应用大系统分解协调理论，通过约束动态更新与传递，实现了全流程的协同优化，保证全局运行效益最佳

自主研发了乙烯全流程先进控制技术，实现了乙烯装置长周期稳定运行

• 提出了融合机理与运行信息的关键指标软测量建模与在线校正方法，克服了大时滞影响，提高了系统的动态性能

• 应用均匀控制、解耦控制、前馈控制等策略，克服了进料和采出波动、过程耦合等影响，开发和实施了裂解炉、乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、碳二碳三加氢反应器等单元控制技术，实现了乙烯装置的稳定运行

  

  
  

乙烯生产智能制造关键技术已在中国石化、中国石油的大型乙烯企业全面推广应用，百万吨级乙烯装置占比60%以上。连续三年累计为8家乙烯企业创造新增利润22亿元、减少二氧化碳排放31.8万吨，形成了自主知识产权的工业软件，对推动流程工业智能制造起到示范引领作用。