基于催化重整全流程动态模拟及实际应用

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1、北京化工大学硕士学位论文催化重整全流程动态模拟及实际应用姓名：罗健申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张树增20090530摘要催化重整全流程动态模拟及实际应用催化重整是石油炼制过程中复杂的工艺流程之一，流程模拟与优化技术作为流程工业综合自动化技术的重要组成部分，得到了广泛应用，带来了显著的经济效益。本文围绕催化重整过程，对重整反应机理、过程模型建立、模型参数估计、过程优化等问题进行研究，建立了生产装置的动态数学模型，对企业提高生产效率，员工操作培训具有重要意义。本文主要针对该过程进行动态模拟仿真研究，将反应器、加热炉、分离罐作为单位操作工段，建立23元

2、集总模型，将重整物料分为C6、C7、C8、C9、C10+，每一个碳数的化合物又划分为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃4个集总，裂化产物C5．作为一个集总，集总组分之间主要发生加氢裂化、烷烃异构化、烷烃环化和环烃芳化，保证模型精度较高，解决了求解时无限多个微分方程才能模拟反应过程的难题，并且采用LM法优化目标函数，使用部分迭代法中的龙格一库塔法(RK)计算求解。所建立的模型，以C++为工具，使用北京化工大学研发的内置通用流程模拟系统，正确反映单元操作中的动态特性，从而为催化重整过程的设计、预测和优化提供有益的支持。在结果验证过程中，又结合ASPENPLUS平台实

3、现了包含重整反应装置在内的催化重整全流程模拟。从实际的工业应用结果看，各主要操作点和操作指标的模拟计算值与实际操作值均吻合得较好。利用ASPENPLUS内置的SQP优化算法，还对工业连续重整装置进行了北京化工大学硕士研究生论文操作参数优化研究，并将优化方案在该装置上进行了现场测试。测试结果表明芳烃收率的平均值实际提高0．49％，与优化计算结果相当吻厶口0关键词：催化重整，反应动力学模型，流程模拟，过程优化，专用模拟软件，动态建模，参数估计，数值算法Ⅱ摘要THEAPPLICATIoNOFDYNAMICSIMULATIONINCATALYTICREFoRMINGP

4、RoCESSABSTRACTCatalyticreformingisoneofthemostcomplicatedprocessesinpetroleumrefining；AsthebasisofintegratedcontroltechnologiesinmodemPetrolchemicalindustrials，thetechnologyofProcessAndoptimizationiswidelyappliedandbringslargeprofitsforrelatedplantsorcompanies．Thereactionkinetics，mo

5、delingandoptimizationofnaphthacatalyticreformingprocessisstudied．Dynamicsimulationprocedureisconcernedinthisarticlewhichconsideredthereactors，heaters，separatorsascelloperation，AccordingtotheLumpingtheory,themathematicalmodelsof23Lumpingcatalyticdeformingreactionshavebeenimprovedforr

6、adial—flowreactors，ThemodelslumpedreactantsintothreelumpsincludesC6，C7，C8、C9，C10+，Eachcarbonnumberlumpwasdividedintonormal—paraffin，is-paraffin，naphthaleneandaromatics，CrackingproductswithlesscarbonnumberweretakenasonelumpC5一．Fourmainreactionsamongthesecomponentswereasfollows：cracki

7、ngreactionstoformC5一，paraffinm北京化工大学硕士研究生论文summarization，paraffindehydrogenationandstylization，naphthalenedehydrogenationandaromatization．Anewkineticsmodelinvolvingtwenty．threecomponentsresolvestheprobleminfinitedifferentialequationmodelingthereactingprocessindiscriminating，Marquard

8、tapproachofobjectiv