75万吨/年催化汽油加氢过程动态模拟

论文摘要

本文根据催化汽油加氢工艺特点,建立了加氢过程特别是选择性加氢反应器的数学模型,实现了反应过程的实时动态模拟。催化汽油加氢系统主要包括选择性加氢反应器、加氢脱硫反应器、分馏塔、稳定塔、换热器、泵、压缩机、蒸汽发生设备和管网等。本文建立了催化汽油加氢脱硫过程中所涉及到的各种设备模块的数学模型并选择了合适的模型求解方法。通过分析整个流程的管网结构拓扑将管网系统结构化,建立了管网系统的动态求解模型,并结合单元模型对75万吨/年催化汽油加氢脱硫全流程进行仿真。最终,开发出了一套动态仿真模拟软件,并将其应用于实际生产装置的实时仿真,取得了较好的效果。该软件进行仿真计算的结果,基本反映了75万吨/年催化汽油加氢脱硫处理过程的规律,可对整个催化汽油加氢过程进行模拟。从本套工艺装置的仿真结果来看,仿真过程能够很好地模拟装置实际生产情况,具有很好的动态特性,不仅可用来进行操作工人的仿真培训,还可用于技术人员对工艺过程的技术改造及控制系统的研究。此研究成果已经成功地应用于天津某石化厂加氢车间的职工操作培训。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 化工过程模拟技术及其发展
• 1.2 化工过程模拟系统的组成
• 1.2.1 系统模型
• 1.2.2 系统模型求解方法
• 1.2.3 物性数据
• 1.3 化工过程模拟系统的方法
• 1.3.1 序贯模块法
• 1.3.2 联立方程法
• 1.3.3 联立模块法
• 1.4 过程模拟技术在生产和科研中的应用
• 1.5 仿真系统简介
• 1.5.1 仿真系统数学模型的要求
• 1.5.2 仿真系统的发展方向
• 1.6 本论文的目的和主要工作
• 1.7 论文结构
• 第二章 汽油加氢技术概述及系统理论分析
• 2.1 国内外石油加氢技术发展概况
• 2.1.1 国外加氢技术最新进展
• 2.1.2 国内加氢技术发展
• 2.2 汽油加氢与环境保护
• 2.375 万吨/年催化汽油加氢工艺流程
• 2.3.1 装置简介
• 2.3.2 工艺特点与技术方案
• 2.3.3 工艺流程
• 2.4 原料性质及组成
• 2.5 产品性质
• 2.6 汽油加氢反应概述
• 2.6.1 选择性加氢部分反应
• 2.6.2 加氢脱硫部分反应
• 2.7 汽油加氢反应影响因素分析
• 2.8 小结
• 第三章 汽油加氢工艺相关数学模型的建立
• 3.1 过程单元模型的建立
• 3.1.1 物料衡算模型
• 3.1.2 能量衡算模型
• 3.1.3 反应器模型
• 3.1.4 物料的加合与分割模型
• 3.1.5 换热器模型
• 3.1.6 泵与压缩机模型
• 3.1.7 平衡闪蒸模型
• 3.1.8 塔的模型
• 3.1.9 管网系统模型
• 3.2 物性数据计算
• 3.3 小结
• 第四章 汽油加氢全流程模拟
• 4.1 建立仿真流程图
• 4.1.1 建立仿真流程图的步骤
• 4.1.2 本装置的仿真流程图
• 4.2 模型的求解方法
• 4.3 系统软件系统结构及功能
• 4.3.1 系统软件系统结构
• 4.3.2 软件主要功能
• 4.4 小结
• 第五章 模拟结果分析及讨论
• 5.1 全流程物料平衡的验证
• 5.2 选择性加氢反应器模型的验证
• 5.3 分馏塔模型的验证
• 5.4 加氢脱硫反应器模型的验证
• 5.5 稳定塔模型的验证
• 5.6 小结
• 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