催化裂化油浆加工过程分子转化模拟

发布时间：2020-06-05 03:29

【摘要】：催化裂化油浆是催化裂化工艺产生的最重液体组分,由于富含大量重芳烃、金属、残炭、催化剂颗粒,难以进一步处理,通常作为燃料油直接烧掉。但是随着催化裂化原料重质化,油浆产出比例不断增加,如何对其进一步利用,提高附加值,值得深入研究。超临界萃取耦合加氢处理工艺可以有效的改善油浆性质。通过超临界萃取的方法,对原料油浆进行萃取。经过萃取后,油浆中大部分催化剂颗粒、金属可以被脱除,残炭、胶质、沥青质明显降低。萃取后的油浆可以满足加氢处理装置对原料的要求。之后,本研究以萃取后的油浆为原料,进行了加氢处理实验,并对加氢过程进行了分子水平动力学模型构建。在分子水平上进行动力学模型构建,是目前动力学模型研究的热点。分子水平动力学建模,需要先定义分子在计算机中的存储方式,前人提出了多种存储方法,但存在过于复杂或同一种存储方式异构体过多等情况。本研究采用化学信息学中的SMILES编码来存储分子,可以解决前人方法存在的许多问题。目前,原料分子集构建主要有两种方法,随机构建法和最大信息熵法,本研究对两种方法进行了探讨,并提出了通过预构建分子库,提高构建效率的方法。选用最大熵优化算法,对萃取后的催化裂化油浆进行了原料分子集构建,构建结果可以与实验值吻合。在加氢反应网络构建过程,使用反应SMARTS语言,解决了反应规则编写的问题。反应网络生成完毕后,还需要将其转换成计算机可求解的微分方程组的形式,本研究采用了计量系数矩阵的处理方法,可以动态的将反应网络转换成计算机可求解形式。最后,利用上述模型构建方法,对油浆加氢过反应过程进行了分子水平动力学构建,模型计算结果可以与实验结果较好的吻合。构建完成后的模型可能存在问题或者需要对模型进行进一步分析,本研究采用网络可视化的方法,可以对整个构建过程和反应微分方程组进行网络可视化分析。反应网络可视化,在生物反应网络分析中有广泛应用,一般通过结合反应物的某种性质,对相应过程中性质的变化进行分析。本研究首先根据反应网络的特性,选取了物质-物质与物质-反应型两种图类型。之后,通过将反应网络结合反应物产生的代数和反应过程中物质含量的变化,开发了一套针对分子水平动力学模型特性的可视化方法。对网络的布局进行了详细探讨,并尝试了多种网络布局方案,最后选取树状布局和力学布局作为最终方案,并在可视化基础上,将可视化与反应网络数据文件进行整合,可以直接在可视化界面上对反应网络进行编辑。本研究在对催化裂化油浆加氢过程进行分子水平动力学模型构建的同时,开发了一套完整的分子水平动力学构建平台,可以快速完成分子水平动力学模型构建,并对该构建平台使用的软件编程库、软件的基本框架和部分代码进行了简要介绍。
【图文】：

示意图,中间馏分,化合物,拟合

图 1.1 中间馏分不同类型化合物的 gamma 分布拟合示意图[35]Fig. 1.1 Diagram of fitted gamma distribution of different types of compounds[35]90 年，Neurock[37, 38]等提出通过对不同分子基团的概率密度函数进行随基团重构的分子集构建方法。因为石油组分不仅分子数量庞大，分子分复杂，但是组成分子的基团种类并不多，且基团数量满足一定的分布特卡罗抽样构建分子集的方法奠定了重要基础。因为，石油中巨大的化由于其含有大量的同系物，，而同系物之间往往只是某个基团数量上的不团分布进行抽样可以大幅减少要抽样分子的复杂性和数量，而且这一断扩展，只要能弄清各个石油分子组成基团之间确切的分布关系，我们定体系的石油分子组成进行准确的构建。之后，Mobil 公司的 Quann 和 IFP[44-46]、曼彻斯特大学的 Peng 等[47-50]都在此基础上提出了自己的构们的方法各有不同，但都具有自己的特色，下面将分别介绍。于“石油连续体”这一概念，石油组成分子的一些基团具有相应的分布规

随机法,渣油,分子,产物性质

Trauth随机法构建渣油分子集方法
【学位授予单位】：中国石油大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE621

【参考文献】