探索两段催化裂化反应动力学模型初步研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文两段催化裂化反应动力学模型初步研究姓名：李忠忠申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：杨朝合20060401两段催化裂化反应动力学模型初步研究李忠忠(化学工艺)指导教师：杨朝合(教授)摘要两段提升管催化裂化技术成功实现工业化后，创造了巨大的经济效益和社会效益，对其反应动力学的研究可以为该工艺过程的优化操作提供理论指导。本文探讨了建立两段催化裂化集总模型的方法，对集总策略、模型建立、参数估计等环节遇到的问题给出了解决方案。在Weekman三集总模型基础上，拓展开发了适用于两段催化裂化工艺的模型，并应用此模型详细分析了两段催化裂化工艺的动力学特点，该模型与传统

2、模型的显著区别在于考虑了催化剂的选择性失活。通过五集总模型的研究给出了模型建立及求解过程中主要问题的解决方案。以“效率因子”代替传统模型中的“失活函数”，成功解决了催化剂选择性失活的数值化问题；以经典的四阶Runge—Rutta方法解决了复杂模型方程组的求解问题；以遗传算法解决了参数拟合问题。对集总策略进行了优化，建立了六集总和十集总模型，并应用所建立的模型模拟了不同工艺状况下的催化裂化反应。分析了各种工艺的动力学特点，为两段催化裂化的研究提供了理论依据。设计了模型接El，使模型具有良好的结构性，便于模型的改进和升级以及和其它模型之间的对接。关键词：两段提升管催化裂化，集总，动力学，模型S

3、tudyonReactionKineticModelofTwo-StageRiserFCCTechnologyLiZhong—zhong(ChemicalTechnology)DirectedbyProfessorYangChao-heAbstractTheTSRFCC(Two·StageRiserFCC)technologydevelopedbyStateKeyLabofHeavyOilProcessinghasbeensuccessfullyputintoindustrialuse．However,thereisn’taproperkineticmodelt0guidetheindus

4、tdagoptimaloperation．Howt0buildamodelforTSRFCCwasdiscussedinthepaper,includingreactionsystemlumping,mathematicalmodelestablishment,equationssolution，parametersestimationandsoon．BasedonWeekrnan’smodel，a3-lumpmodelwasdevelopedandappliedtoanalyzethekineticcharactersofTSRFCCprocess．Selectivityofcataly

5、stdeactivationwastakenintoaccount,whichmadethemodeldifferentfromconventionalmodelsandsuitableforTSRFCCprocess．Two5-lumpmodelswerestudied,andthemethodtobuildaTSRFCCmodelwasgotten．Insteadofdecayfunction,effectivefactorwa,qproposedtodescribedeactivationofcatalyst．Runge·Kuttamethodandgeneticalgorithmw

6、ereusedforsolvingdifferentialequationsandestimatingparameters，respectively,Onthebasisofaoptimalreactionnetwork,6&10-lumpmodelwasbuikandappliedinsimulationofFCCreactionsundervarioussituations．Thekineticcharactersofeachprocesswerestudied，whichenrichedthetheoryofTSRFCCprocess．Theinterfacesofmodelwere

7、designedsothatmodelhadgoodstructureandwasconvenientt0updateandmatchtoothermodels．Keywords：Two—StageRiserFCC，lumping,kinetics,modeliii独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰