基于结构单元集总的催化裂化MIP-CGP工艺分子水平模拟与优化

发布时间：2021-07-09 01:10

　　原油的重质化趋势、不断升级的环保标准以及日益上升的低碳烯烃需求都对催化裂化工艺提出更为严苛的要求,催化裂化工艺需要不断升级和优化。本文基于结构单元集总方法,建立了分子水平的催化裂化反应动力学模型,并结合MIP-CGP装置特点,研究了 MIP-CGP反应器内的油品分子转化规律,揭示了工艺条件对催化裂化产物分布的影响机制,可以指导催化裂化装置的工艺优化。论文首先对催化裂化原料油进行分析检测,建立了油品分子组成矩阵,得到了原料油的数字化表达。借助超临界流体萃取分馏和柱色谱分离技术将重质原料油分离成窄馏分油和亚组分油,并综合多种仪器分析手段获得油品的平均分子结构参数和烃类组成信息。根据原料油分子组成特征,选取24个结构单元构建催化裂化体系中油品分子的结构向量,建立了含有4539个分子的分子库。利用模拟退火算法进行多目标优化,使计算性质指标与仪器检测结果相吻合,得到数字化表达的原料分子组成矩阵。结合催化裂化反应机理,基于结构单元集总方法,编制了 96条反应规则。结合原料分子矩阵和反应规则,通过MATLAB编制程序建立了约含有118272个反应的反应网络。针对反应网络,构建反应动力学微分方程组,联... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．４本论文技术路线??Ｆｉｇ?１．４?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｐａｐｅｒ??１．７．２主要研究内容??（１）催化裂化原料油组成和性质分析

催化裂化原料油切割成窄馏分油??和亚组分油，结合核磁共振氢谱和质谱等方法获得窄馏分油或亚组分油的平均分??子结构参数和烃类组成等信息。本文采用的分析表征催化裂化原料油的流程如图??３．１所示。??（３９９２）?（ｔｉｍＳ）??ＢＯＳＳ?－元热??－ＴｃｉａｉＱＩｆ??ｆ?］?■二元■??ｍｓ?霪??』Ｂ?纽’一?■?Ｈ—?????４５Ｈ?ｍ?ｉ?—??经」?Ｍ?：?ｇ—??Ｌ?Ｈ?丨＊子１１??ｉ．ａ?分？）??：，Ｑ??篇??（ｅ构ｓ祖成！??图３．１催化裂化原料油预分离和分析表征流程??Ｆｉｇ?３．１?Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＦＣＣ?ｆｅｅｄｓｔｏｃｋｓ??

第２４页?华东理工大学硕士学位论文??３．２催化裂化体系原料和产物的组成和性质??３．２．１催化裂化产物的组成和性质信息??（１）催化裂化产品油的组成??利用气质联用分析汽油详细分子组成，分类统计后获得汽油族组成如图３．２??所示。汽油典型分子含量如表３．１所示。??１４?＿?ｎ?Ｉ—丨丨丨丨丨丨Ｉ??■Ｉ异构烷烃??１２?－?■■环烷烃??Ｍ芳烃??ｉ?Ｍｌ??１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１?１２??碳数??图３．２汽油的族组成分布??Ｆｉｇ?３．２?Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ?ｇｒｏｕｐ?ｏｆ?ｇａｓｏｌｉｎｅ??表３．１汽油典型分子含量??Ｔａｂｌｅ?３．１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?ｉｎ?ｇａｓｏｌｉｎｅ??分子?含量／％??２－甲基丁烷?１３．４９??２－甲基－１－戊烯?１．０１??正己＇院?１．１９??２－甲基己烷?２．９４??正庚烷?０．４９??２，３－二甲基庚烷?４．５６??１，３－二甲基环戊烷?１．５２??甲基环己烷?１．４４??苯?０．７１??乙苯?１．０３??对二甲苯?６．３８??１－乙基－３－甲基苯?０．４７??均三甲苯?１．４１??利用全二维色谱－质谱联用分析柴油的详细分子组成，分类统计后获得柴油??


本文编号：3272702