重油催化裂化十三集总动力学模型研究

发布时间：2020-10-26 03:14

　　 基于重油催化裂化原料组成、产物分布特点,本研究将重油催化裂化反应体系划分成包括原料油饱和分(HS)、原料油芳香分(HA)、原料油胶质和沥青质(HR)、柴油(DIESEL)、汽油饱和烃(GS)、汽油烯烃(GO)、汽油芳烃(GA)、干气(DGAS)、丙烯(LO3)、丁烯(LO4)、液化气(LPGD)、异丁烷(IC4)、焦炭(COKE)等十三个集总。基于催化裂化反应机理及工艺特点,建立了包含61个反应的十三集总反应网络;通过对反应器进行合理的简化和假设,并参照前人建模经验,推导出了集总动力学模型方程;采用四阶龙格-库塔法进行微分方程求解,采用BFGS算法对目标函数进行优化求解,采用DCR评价装置实验数据共计求得包括61组指前因子和活化能参数以及3个催化剂失活系数等模型动力学参数,模型参数能较好地符合催化裂化基本反应规律;验证结果表明模型具有良好的可靠性;考察单个操作条件以及它们的组合变化对产物分布的影响,且模型的预测结果能较好地符合催化裂化基本反应规律;通过模型可以实现对主要产物收率最大化操作条件的预测。总体来说,模型可靠性良好,能够对重油催化裂化的模拟优化起指导作用。
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE624.41
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 催化裂化简述
        1.1.1 概况
        1.1.2 清洁汽油生产
    1.2 催化裂化技术进展
        1.2.1 催化裂化汽油降烯烃催化剂和助剂
        1.2.2 催化裂化工艺进展
        1.2.3 高辛烷值汽油调和组分的生产
    1.3 催化裂化动力学模型研究进展
        1.3.1 经验模型
        1.3.2 集总动力学模型
        1.3.3 分子尺度动力学模型
    1.4 本文研究内容
第2章 动力学实验数据来源
    2.1 DCR实验室评价装置简介
    2.2 DCR实验室评价装置实验数据
    2.3 本章小结
第3章 集总动力学模型
    3.1 催化裂化反应机理
    3.2 集总的划分
    3.3 集总反应网络的建立
    3.4 集总模型方程的推导
    3.5 本章小结
第4章 集总模型的求解及验证
    4.1 集总模型编程语言
    4.2 集总模型求解的算法
        4.2.1 微分方程求解算法
        4.2.2 目标函数优化算法
    4.3 集总模型动力学参数求解
    4.4 集总模型的验证计算
    4.5 本章小结
第5章 集总模型的预测
    5.1 单个操作条件变化的影响
        5.1.1 反应温度
        5.1.2 反应时间
        5.1.3 剂油比
    5.2 组合操作条件变化的影响
        5.2.1 温度与剂油比
        5.2.2 温度与反应时间
    5.3 工艺最优化条件
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
硕士期间发表的学术论文
致谢

【参考文献】

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本文编号：2856401