灵活多效催化裂化工艺（FDFCC）集总动力学模型的研究

论文摘要

本文对国内外汽油清洁化和多产丙烯的工艺技术,以及集总动力学模型的发展概况进行了较全面的综述。以灵活多效催化裂化工艺（FDFCC-Ⅲ）为研究对象,通过研究催化裂化过程反应机理和该工艺特点,确定了集总反应网络,建立了重油提升管十集总和汽油提升管七集总动力学模型。其中将胶质沥青质向汽油、气体的裂化作为二级反应考虑,其余都是一级不可逆反应。以中试数据为基础,用Microsoft C++为平台编制了动力学参数计算程序,求取了重油提升管的83个动力学参数和汽油提升管的35个动力学参数,并以BFGS法对计算结果进行优化。结果表明,所求的参数能够良好地反映催化裂化反应规律和FDFCC-Ⅲ工艺特点。考虑部分二级反应后,七集总模型预测值的相对误差小于1%,比全部按一级反应考虑所建立的模型拟合效果要好,十集总模型预测值与实际值的相对误差小于5%。为使模型能够更加贴近工业实际操作,对重油提升管设置了41个装置因数且对汽油提升管设置了18个装置因数,然后进行了工业验证,结果表明,模型对工业数据预测的相对偏差小于5%,且目标函数值更优,说明装置因数的设置是有效的,所建立的动力学模型也是可靠的。最后,利用所建立的动力学模型为FDFCC-Ⅲ装置绘制了操作性能图,其中重点考虑了汽油、丙烯等产品随温度、剂油比和回炼比等操作条件变化时它们的产率变化趋势。结果表明,性能图所反映的变化规律和反应机理是吻合的,这将对工业生产起到良好的指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 汽油清洁化和多产低碳烯烃催化裂化工艺的发展
• 1.1.1 多产柴油的MGD工艺
• 1.1.2 汽油清洁化工艺
• 1.1.2.1 多产异构烷烃并降硫降烯烃的MIP工艺
• 1.1.2.2 降低汽油烯烃并增产丙烯的MIP-CGP工艺
• 1.1.3 多产丙烯的工艺
• 1.1.3.1 多产丙烯的DCC工艺
• 1.1.3.2 最大化生产乙烯和丙烯的HCC工艺
• 1.1.4 双提升管工艺
• 1.1.4.1 灵活多效催化裂化工艺（FDFCC）
• 1.1.4.2 两段提升管催化裂化（TSRFCC）工艺
• 1.2 催化裂化动力学模型发展
• 1.2.1 关联模型
• 1.2.2 集总动力学模型
• 1.2.2.1 蜡油催化裂化集总动力学模型
• 1.2.2.2 重油催化裂化集总动力学模型
• 1.2.2.3 汽油改质动力学模型
• 1.2.3 分子尺度反应动力学模型
• 1.3 催化裂化反应机理
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第2章 集总动力学模型的建立
• 2.1 FDFCC工艺简介和建模数据来源
• 2.2 研究思路
• 2.3 反应网络
• 2.4 模型的建立和数学表达
• 2.5 模型的数学求解与分析验证
• 第3章 重油提升管集总动力学模型求解
• 3.1 动力学参数求取
• 3.1.1 重油提升管七集总动力学模型参数估计
• 3.1.2 重油提升管八集总动力学模型参数估计
• 3.1.3 重油提升管九集总动力学模型参数估计
• 3.1.4 重油提升管十集总动力学模型参数估计
• 3.2 模型预测结果
• 3.3 小结
• 第4章 汽油提升管集总动力学模型求解
• 4.1 动力学参数求取
• 4.2 模型预测结果
• 4.3 小结
• 第5章 模型工业验证
• 5.1 重油提升管装置因数的设置
• 5.2 汽油提升管装置因数的设置
• 5.3 操作条件改变对产品分布的影响趋势
• 5.3.1 重油提升管操作性能图
• 5.3.2 汽油提升管操作性能图
• 5.4 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢