本文關(guān)鍵詞：MIP-CGP反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

催化裂化是石油加工中主要的重油加工工藝之一，在我國尤其如此。本世紀(jì)來，為應(yīng)對(duì)社會(huì)環(huán)保要求的不斷提高和石油資源的日趨匱乏，我國的煉油科技工作者們開發(fā)了一系列的催化裂化新技術(shù)、新工藝，使我國的催化裂化技術(shù)水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。中石化北京石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的MIP(MaximizingIso-Paraffin)技術(shù)就是其中之一，不久為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)丙烯等低碳烯烴日益增長(zhǎng)的需求，又在此基礎(chǔ)上發(fā)展了既能降低汽油烯烴又能多產(chǎn)丙烯的MIP-CGP(AMIPProcessforCleanGasolineandPropylene)工藝。為使該新技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中更好的發(fā)揮作用使其更加完善和持續(xù)發(fā)展，本...

催化裂化是石油加工中主要的重油加工工藝之一，在我國尤其如此。本世紀(jì)來，為應(yīng)對(duì)社會(huì)環(huán)保要求的不斷提高和石油資源的日趨匱乏，我國的煉油科技工作者們開發(fā)了一系列的催化裂化新技術(shù)、新工藝，使我國的催化裂化技術(shù)水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。中石化北京石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的MIP(MaximizingIso-Paraffin)技術(shù)就是其中之一，不久為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)丙烯等低碳烯烴日益增長(zhǎng)的需求，又在此基礎(chǔ)上發(fā)展了既能降低汽油烯烴又能多產(chǎn)丙烯的MIP-CGP(AMIPProcessforCleanGasolineandPropylene)工藝。為使該新技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中更好的發(fā)揮作用使其更加完善和持續(xù)發(fā)展，本論文開展了MIP-CGP反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型研究。
　　 本論文以中石油吉林石化新建的MIP-CGP裝置為研究對(duì)象，在建立MIP-CGP反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型的研究中，主要進(jìn)行了如下工作:
　　 研究工作首先從文獻(xiàn)調(diào)查開始，通過調(diào)查研究工作不僅加深了對(duì)催化裂化工藝的認(rèn)識(shí)，而且從反應(yīng)機(jī)理上進(jìn)一步理解了MIP新技術(shù)的理念和FCC、MIP、MIP-CGP三者之間的關(guān)系;本研究文獻(xiàn)調(diào)查的最大特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，通過對(duì)國內(nèi)MIP-CGP裝置特別是吉林石化新建的MIP-CGP裝置的實(shí)地調(diào)查不僅對(duì)該過程有了更進(jìn)一步的理性甚至感性認(rèn)識(shí)，而且還采集了大量的第一線資料和工藝實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，為本研究打下了良好的基礎(chǔ)。在綜合了文獻(xiàn)調(diào)查的結(jié)果后，本研究決定對(duì)MIP-CGP反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型研究，以吉林石化MIP-CGP裝置的工業(yè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型類型為集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　 通過對(duì)MIP-CGP反應(yīng)機(jī)理的分析，并綜合考慮了工廠的實(shí)際條件和數(shù)據(jù)來源的可行性及滿足應(yīng)用的需要等因素，本研究將MIP-CGP反應(yīng)物系劃分為:原料油三個(gè)集總(飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)+瀝青質(zhì))，汽油三個(gè)集總(飽和烴、烯烴、芳香烴)柴油、液化氣、氣體、焦炭分別單獨(dú)集總(共四個(gè)集總)總共十個(gè)集總。并根據(jù)MIP-CGP的反應(yīng)機(jī)理構(gòu)建了十集總反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。在考慮了催化劑是失活重芳烴吸附堿氮中毒等影響因素的情況下，建立了MIP-CGP十集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　 MIP-CGP十集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型共含有84個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，為避免傳統(tǒng)的求取動(dòng)力學(xué)參數(shù)時(shí)所采用的一步法，因單次估算參數(shù)過多而易產(chǎn)生多解和采用分層測(cè)定法則實(shí)驗(yàn)工作量又大且繁瑣的問題，本研究運(yùn)用分步估計(jì)法;并同時(shí)在參數(shù)估計(jì)方法上采用了新型的智能優(yōu)化算法—遺傳算法，，克服了傳統(tǒng)優(yōu)化算法初值依賴性高、收斂過程較慢等缺點(diǎn)，可快速準(zhǔn)確地在給定的參數(shù)范圍內(nèi)尋優(yōu)。兩者的結(jié)合成功的完成了MIP-CGP十集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型全部動(dòng)力學(xué)參數(shù)的估算。
　　 在解決了數(shù)學(xué)模型的重要組成部分，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的建立后，接著本研究進(jìn)行另一組成部分—傳遞模型的建立。因缺乏冷模試驗(yàn)的條件，本研究嘗試創(chuàng)新:在對(duì)MIP-CGP提升管反應(yīng)器兩個(gè)反應(yīng)區(qū)的流體流動(dòng)狀況進(jìn)行深入詳細(xì)的定性分析的基礎(chǔ)上，及根據(jù)了兩個(gè)反應(yīng)區(qū)流動(dòng)情況不同的特點(diǎn)，認(rèn)為必須將兩個(gè)反應(yīng)區(qū)分別建模，并假設(shè)了三種可能的流動(dòng)模型，然后采用吉林石化MIP-CGP裝置的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(共9組)，分別對(duì)假設(shè)的三種模型進(jìn)行計(jì)算，看其最后的擬合情況如何，根據(jù)擬合誤差的大小，來決定模型的優(yōu)劣。本研究對(duì)計(jì)算結(jié)果及誤差大小的可能原因進(jìn)行了討論分析，最后確定MIP-CGP提升管反應(yīng)器的流體流動(dòng)模型是一反區(qū)非等溫平推流+二反區(qū)非等溫平推流。完成了MIP-CGP反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型的建立。
　　 接著本研究對(duì)所建的MIP-CGP反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了一系列的驗(yàn)證計(jì)算、預(yù)測(cè)計(jì)算和優(yōu)化計(jì)算，一方面是對(duì)模型的可靠性、外推性、應(yīng)用性進(jìn)行考察，另一方面也為了模型以后能在實(shí)際中真正發(fā)揮作用。
　　 驗(yàn)證計(jì)算的內(nèi)容由兩部分組成:對(duì)吉林石化MIP-CGP裝置和對(duì)安慶石化的MIP-CGP裝置。結(jié)果表明:前者的驗(yàn)證計(jì)算誤差很小，說明對(duì)同一裝置的外推性很好;但后者的驗(yàn)證計(jì)算誤差不如前者，說明誤差主要來自于傳遞因素，將本研究所建的MIP-CGP反應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型外推到其它同類裝置應(yīng)用時(shí)，必須要考慮設(shè)裝置因數(shù)。
　　 預(yù)測(cè)計(jì)算的內(nèi)容也由兩部分組成:對(duì)吉林石化MIP-CGP裝置不同操作條件(一反區(qū)反應(yīng)溫度、二反區(qū)反應(yīng)溫度、劑油比)的預(yù)測(cè)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果作圖，結(jié)果表明這些操作條件對(duì)產(chǎn)物分布的影響符合反應(yīng)規(guī)律，而且還可從圖中找到要滿足所要求的產(chǎn)物分布應(yīng)采用的操作條件;以吉林石化MIP-CGP裝置提升管反應(yīng)器為對(duì)象，對(duì)MIP-CGP技術(shù)的核心—提升管的擴(kuò)徑位置進(jìn)行了計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果作圖后，不僅清晰的可見隨著提升管擴(kuò)徑位置的變化，產(chǎn)物分布、汽油烯烴含量的變化，同時(shí)還可對(duì)擴(kuò)徑位置的合理性作出分析和判斷。
　　 最后，本文對(duì)吉林石化MIP-CGP裝置的某一工況，運(yùn)用所建的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明:通過適當(dāng)提高劑油比和二反區(qū)催化劑藏量即可使汽油產(chǎn)率比原工況提高1.86％(達(dá)到40％)，汽油烯烴含量下降0.9％(達(dá)到29.4％)，從而滿足了公司對(duì)MIP-CGP裝置的指標(biāo)要求(汽油產(chǎn)率＞40％;汽油烯烴含量＜30％)。
　　 從以上的研究?jī)?nèi)容可知，本文以吉林石化MIP-CGP裝置為研究對(duì)象，以該裝置的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為研究基礎(chǔ)，故本研究針對(duì)性強(qiáng)，目的性明確，研究方法富有新意、切合實(shí)際，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。研究成果除了可為吉林石化MIP-CGP裝置的優(yōu)化提供直接指導(dǎo)外，對(duì)其它MIP-CGP裝置也具有重要的參考價(jià)值和借鑒作用。

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