FCCU反应—再生部分异常工况的动态安全分析研究

发布时间：2017-07-05 07:10

  本文关键词：FCCU反应—再生部分异常工况的动态安全分析研究

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【摘要】：石化行业由其本质因素决定了其危险性,所以对石化行业生产的安全分析十分必要。催化裂化是最重要的石油轻质化过程之一,核心工艺是反应-再生系统,迄今国内外已对反再系统展开十分活跃的研究。但主要研究是针对工艺参数对反应过程的影响,对其动态过程的研究较少。基于此,本文建立了描述反再系统的多参数、非线性的机理动态模型,通过该动态模型对反再系统进行安全分析。本文综合考虑了物料衡算和能量衡算方程,运用机理建模方法,建立了石油催化裂化反应器、再生器的动态数学模型。考虑到动态模型中动力学参数的求解,采用了五集总动力学模型,开发了界面友好、操作方便的仿真系统,实现了动态模拟。以建立的仿真系统为平台,以国内某催化裂化装置反应-再生系统为背景,实现了五种异常工况的动态模拟,将工商管理模式的及时生产方式(Just-In-Time)应用于反再系统的安全分析,建立了上述五种异常工况的简化模型,实现了异常工况的及时识别。为了验证JIT安全分析的准确性,本文进行了模糊推理。结果表明,此研究能够有效地辨识不同状态下过程的运行,具有一定的可行性和优势,可以为实际生产安全提供准确、可靠的指导。本文将JIT理论用于动态过程的非线性分析,希望为动态系统的辨识提供一种新的思路。
【关键词】：催化裂化 仿真系统 异常工况 动态模拟 安全分析
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE687
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 前言9-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 安全分析及石化生产简介11-12
• 1.1.1 石油化工生产的特点11
• 1.1.2 安全分析方法的分类11-12
• 1.2 炼油厂的构成和工艺流程12-14
• 1.2.1 炼油生产装置12
• 1.2.2 辅助设施12-13
• 1.2.3 FCCU在炼油生产中的地位13-14
• 1.3 催化裂化发展历程14-17
• 1.3.1 我国催化裂化目前存在的问题15-17
• 1.4 催化裂化建模与安全分析的重要性17
• 1.5 Just-In-Time方法识别非线性数学模型17-20
• 1.5.1 JIT产生背景17-18
• 1.5.2 JIT核心思想18
• 1.5.3 JIT基本目标18-19
• 1.5.4 JIT基本手段19
• 1.5.5 JIT生产方式应用领域19-20
• 1.6 MATLAB模糊逻辑原理20-21
• 1.6.1 设计工具简介20-21
• 1.6.2 基于标准模型的模糊逻辑推理系统21
• 1.6.3 模糊逻辑系统的构成21
• 1.7 论文研究的意义和内容21-23
• 1.7.1 选题的背景和意义21-22
• 1.7.2 研究的主要内容22-23
• 2 石油催化裂化反再部分建模23-43
• 2.1 装置流程说明23-25
• 2.1.1 反应-再生23-24
• 2.1.2 热工24-25
• 2.2 催化裂化化学反应25-26
• 2.3 催化裂化化学反应机理26-27
• 2.4 催化裂化反应动力学27-28
• 2.5 反应器建模28-31
• 2.5.1 反应器动力学模型29-30
• 2.5.2 沉降器压力动态模型30-31
• 2.6 再生器建模31-33
• 2.6.1 再生器动力学模型31-33
• 2.7 物性计算方法33-39
• 2.7.1 平均分子量33-34
• 2.7.2 平均沸点34-35
• 2.7.3 相对密度和密度35-37
• 2.7.4 特性因数37
• 2.7.5 裂化反应热37-38
• 2.7.6 饱和蒸汽压38-39
• 2.7.7 偏心因子39
• 2.7.8 焓及比热39
• 2.8 动力学参数的估计39-41
• 2.8.1 微分法40-41
• 2.8.2 积分法41
• 2.9 小结41-43
• 3 模型求解结果及反再部分仿真系统43-75
• 3.1 模型参数的确定43-49
• 3.1.1 集总分子量的确定43
• 3.1.2 偏心因子43-44
• 3.1.3 克拉佩龙方程系数44
• 3.1.4 焓及比热44-46
• 3.1.5 动力学常数46-49
• 3.2 仿真系统的建立49-59
• 3.2.1 仿真流程图绘制49-51
• 3.2.2 工艺平台组成51-54
• 3.2.3 平台中所用类的说明54-59
• 3.3 工艺平台数据结构类型定义及公用函数原型说明59-65
• 3.3.1 pmbc.xxx59
• 3.3.2 pmpm.xxx59
• 3.3.3 strm.xxx59
• 3.3.4 pmup.xxx59-65
• 3.4 反应再生仿真控制系统65-74
• 3.4.1 反再部分仿真控制系统内嵌机理模型68-69
• 3.4.2 仿真系统可信度的验证69
• 3.4.3 组态69-70
• 3.4.4 仿真系统操作界面70-74
• 3.5 小结74-75
• 4 FCCU反再部分异常工况的动态模拟75-85
• 4.1 危险因素分析及防范举措75-80
• 4.1.1 反应温度大幅度波动75
• 4.1.2 原油带水75-76
• 4.1.3 反应进料大幅度波动76
• 4.1.4 沉降器压力大幅度波动76
• 4.1.5 再生器压力大幅度波动76-77
• 4.1.6 碳堆积77
• 4.1.7 待生催化剂带油77-78
• 4.1.8 催化剂循环中断78-79
• 4.1.9 外取热器取热管破裂79-80
• 4.2 异常工况的动态模拟80-83
• 4.2.1 原油带水80
• 4.2.2 原油含烃80-81
• 4.2.3 两器催化剂跑损81-82
• 4.2.4 再生催化剂失活82
• 4.2.5 再生器稀相尾燃82-83
• 4.3 小结83-85
• 5 异常工况的安全分析及模糊逻辑验证JIT模型85-99
• 5.1 异常工况的安全分析85-94
• 5.2 模糊逻辑验证部分JIT模型94-97
• 5.2.1 模糊控制器的设计94-97
• 5.3 小结97-99
• 结论99-101
• 参考文献101-105
• 致谢105-107
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录107-109

【参考文献】

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1 孙永;催化裂化装置动态模拟[D];北京化工大学;2010年

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本文编号：520951