催化裂化装置动态模拟

论文摘要

本文对催化裂化装置进行了全流程的动态模拟,并重点对提升管反应器的动态模拟进行了研究,以深入了解提升管反应器操作特点和动态特性。催化裂化系统包括反应器、再生器、分馏塔、吸收塔、解吸塔、稳定塔、换热器、加热炉、蒸汽再生器、泵等设备以及流程管网结构。在充分了解这些设备和管网结构的基础上,分别建立了这些设备的数学模型和管网系统的模型,并且选择了合适的模型求解方法对催化裂化全流程进行了模拟。开发出的动态模拟软件应用于实际生产装置的实时仿真,并取得了良好的效果。通过对提升管反应器的分析,进行了合理的简化和假设,建立了六集总反应动力学方程的数学模型,并选择了适当的计算方法对模型求解。模拟结果能很好的表明反应器出口产品的组成和原料油进料量对反应器温度及催化剂循环量的变化规律该软件的仿真模拟的结果,基本反映了催化裂化系统整个过程的规律,可对催化裂化工艺过程进行模拟仿真。从整套工艺装置的模拟情况看,当操作达到稳态时,各状态参数与设计值比较接近,在进行动态操作时,其动态的变化规律符合实际装置的变化规律,所以整个模拟过程能够很好地反映出装置实际运行情况。该软件不仅可以用来进行仿真培训,还可用于技术人员对工艺过程的技术改造以及控制系统的研究。此研究成果将应用于某炼油厂催化裂化车间的职工操作培训。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 催化裂化技术的现状及发展
• 1.1.1 国外催化裂化技术的现状及发展
• 1.1.1.1 重油催化裂化（RFCC）工艺
• 1.1.1.2 多产烯烃的FCC工艺技术
• 1.1.1.3 提升管反应苛刻度控制技术
• 1.1.2 我国催化裂化技术的现状及发展
• 1.1.2.1 重油催化裂化（RFCC）工艺技术
• 1.1.2.2 多产柴油和液化气的MGD技术
• 1.1.2.3 多产异构烷烃的MIP技术
• 1.2 催化裂化面临的问题
• 1.2.1 目前我国催化裂化面临的问题
• 1.2.2 催化裂化装置提高效益的方法
• 1.3 化工系统工程介绍
• 1.3.1 基本任务和内容
• 1.3.2 化工流程模拟的发展沿革
• 1.3.3 化工流程模拟构成
• 1.3.3.1 系统模型
• 1.3.3.2 求解方法
• 1.3.3.3 物性数据
• 1.3.4 化工流程模拟方法
• 1.3.4.1 序贯模块法
• 1.3.4.2 联立方程法
• 1.3.4.3 联立模块法
• 1.3.5 化工过程动态仿真
• 1.4 本论文主要工作
• 1.4.1 催化裂化仿真软件开发
• 1.4.2 裂化反应器的动态模拟
• 第二章 催化裂化工艺流程分析
• 2.1 催化裂化的化学反应
• 2.1.1 催化反应
• 2.1.2 非催化反应
• 2.2 催化裂化工艺介绍
• 2.2.1 工艺原理
• 2.2.2 工艺流程及说明
• 2.2.2.1 反应再生部分
• 2.2.2.2 分馏部分
• 2.2.2.3 吸收稳定部分
• 2.2.2.4 其它辅助部分
• 第三章 催化裂化工艺模型的建立
• 3.1 反应器数学模型的建立
• 3.1.1 集总模型和反应网络的确定
• 3.1.2 反应动力学方程
• 3.1.3 反应器数学模型
• 3.2 再生器数学模型的建立
• 3.2.1 反应动力学方程
• 3.2.2 再生器数学模型
• 3.3 分馏、吸收稳定部分精馏塔模型的建立
• 3.3.1 平衡闪蒸模型
• 3.3.2 塔模型的建立
• 3.4 其它单元模型的建立
• 3.4.1 衡算模型
• 3.4.1.1 物料衡算模型
• 3.4.1.2 能量衡算模型
• 3.4.1.3 物料分割与加合
• 3.4.2 传热单元模型
• 3.4.3 管网系统模型
• 3.4.3.1 流程拓扑结构
• 3.4.3.2 管网流量和压力计算
• 第四章 催化裂化全流程模拟及仿真软件
• 4.1 催化裂化信息流程图
• 4.1.1 反再部分信息流程图建立
• 4.1.2 分馏部分信息流程图建立
• 4.1.3 吸收稳定部分部分信息流程图建立
• 4.2 催化裂化仿真软件
• 4.2.1 软件开发工具和运行环境
• 4.2.2 软件模块构成和结构
• 4.2.3 软件模块求解
• 4.2.4 软件主要功能
• 第五章 催化裂化装置动态模拟结果与讨论
• 5.1 反应再生部分模拟结果与分析
• 5.1.1 反应器模拟结果分析
• 5.1.2 再生器模拟结果分析
• 5.2 分馏部分模拟结果分析
• 5.3 吸收稳定部分模拟结果分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者和导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书