裂解炉是乙烯生产的核心装置。工业生产乙烯通常采用多台裂解炉并行运行,将烃类原料裂解成乙烯等小分子烃类化合物。在裂解炉的运行过程中会不可避免的在炉管内壁产生结焦,从而导致乙烯产率的下降,为此需要对裂解炉进行定期的停炉清焦。当多台裂解炉同时处理多种不同类型的原料,而且在操作成本和产品收率都在不断变化的情况下,对裂解炉炉群进行优化调度以取得生产利润的最大化具有重要意义。另一方面,乙烯裂解炉同时也是工业用能、耗能大户和实施环境保护的重点对象,尤其是在清焦阶段会排放出大量的二氧化碳、一氧化碳和粉尘,在节能减排形势日益严峻的今天,如何利用新的方法和技术达到减排要求是炉群调度过程中的一个重要问题。本文首先针对裂解炉群调度周期内效益优化的问题,建立了不同裂解原料、各台裂解炉负荷在不同操作条件下对乙烯收率的关联模型,同时考虑了物料平衡等约束条件,提出了可同时考虑原料及其进料量负荷变化的新的调度模型。在炉群平均利润最大化目标下,采用(JAMS的DICOPT算法对该MINLP问题进行了求解,获得了每台裂解炉在不同运行周期内适合的原料种类及其生产负荷。与之前固定负荷下的调度方案相比提高了裂解过程的生产效益,克服了之前炉群调度仅针对原料选择、裂解炉负荷依赖人工设定的不足。针对炉群调度周期内效益与排放如何兼顾的问题,本文基于裂解过程机理模型建立了炉管结焦量随运行时间变化的模型,然后在此基础上提出了以平均结焦量最小为目标的新的炉群调度模型。新模型考虑了以往炉群调度中所忽略的炉管结焦量变化以及污染物排放问题,优化结果给出了以平均结焦量最小为目标的调度结果,并与以利润最大为目标的调度结果对比,表明该方法能够以牺牲少量利润的代价,有效降低生产吨乙烯产品的结焦量,减少清焦过程所产生的污染物排放,产生可观的环境效益。