基于基準假組分的流化催化裂化反應—再生系統(tǒng)建模優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-07-09 15:59
流化催化裂化反應-再生(FCCR-RG, Fluid Catalytic Cracking Reactor-Regenerator)系統(tǒng)作為煉油工業(yè)中的關鍵生產(chǎn)工序,主要包括原料油裂解、產(chǎn)品分離以及催化劑再生過程,生產(chǎn)裝置分別對應提升管、汽提器和再生器。對FCCR-RG理論建模的困難主要在于發(fā)生在提升管中的催化裂化(FCC)過程包含數(shù)量龐大的裂解反應、復雜的流體動力學和隨反應進行的催化劑失活問題,發(fā)生在再生器中的燒焦反應則包含反應間的強耦合作用和復雜的熱效應,以及兩器連接后的耦合作用及模型的不確定性問題,因此對FCCR-RG的機理建模過程必然會涉及復雜混合反應物產(chǎn)物的特征化、裂解與燒焦反應體系的構(gòu)建、結(jié)焦反應和催化劑失活效應的確立、反應過程非線性作用關系的表述以及模型動穩(wěn)態(tài)特性的表達,F(xiàn)有的FCC模型數(shù)量眾多,因其模型假設前提、適用范圍、細節(jié)關注和處理程度以及模型解決方法的不同而優(yōu)劣各異,可根據(jù)參與反應的油品表達方式劃分為集總(Lump)、單事件分子動力學(Single-event kinetics)、假組分(PCs, pseudo-components)與基準假組分(SPCs, sp...
【文章來源】:北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1部分FCCR-RG:?(a)固定化床裝置;(b)差壓控制的U形裝置;(c)并列式裝??置;(d)?R2R裝置??Fig.1-1?Some?FCC?units:?(a)immobilized?bed?unit;?(b)differential?pressure?controlling?U-bend?unit;??(c)side-by-side?unit;?(d)R2R?u?
?第一章緒論???的研究中使用原料油、汽油(C5?410°C)和C3+C4+干氣+焦炭成功構(gòu)建了三集??總反應動力學模型,Takatsuka等[1()]使用包括餾分油(VGO)和減壓渣油(VR)??在內(nèi)的兩種原料油及汽油(GSL)、柴油(LCO)、干氣(GAS)和焦炭(Coke)??四種裂解產(chǎn)物的劃分方法成功構(gòu)建了六集總反應動力學模型,Jacob等[11]則提出??了由汽油(C5?430°F)、焦炭及其他八種包括鏈烷、環(huán)烷、芳香烴和芳香族取代??物在內(nèi)的輕重組分構(gòu)成的十集總反應動力學模型。圖1-2即三種集總反應模式示??意圖。??
Fig.1-3?One-dimensional?diagram?of?a?riser:?(1)?regenerated?catalyst;?(2)?steam;?(3)?feedstock;?(4)??side?feedstock;?(5)?gas-solid?mixture??圖1-3給出了提升管的一維簡化示意圖,通入提升管底部的原料油在進料口??經(jīng)蒸汽霧化后,遇催化劑氣化,沿提升管向上運動并發(fā)生催化裂化反應。對該過??程的機理建模涉及原料油氣化、管內(nèi)流動及固氣傳熱等模型。研宄表明,提升管??入口處原油若在液體狀態(tài)下與高活態(tài)催化劑發(fā)生長時間接觸,會加速焦炭的生成??并降低汽油產(chǎn)量137,38]。為此,研宄人員設計了注射式霧化進料口,加快原料氣化??過程從而減少與催化劑的接觸139,4叱Ali等[411指出氣化過程所需時間取決于霧化??原料液滴的大小,一般為0.3?30ms,大約只占整個停留時間的3%。此外,Gupta??等[42]的研究也己表明裂解反應只在原料油氣化后發(fā)生。因此,本文中為簡化提升??管建模
【參考文獻】:
期刊論文
[1]我國催化裂化工藝技術進展[J]. 許友好. 中國科學:化學. 2014(01)
[2]單環(huán)環(huán)烷烴催化裂化動力學模型的建立——指前因子的計算[J]. 張旭,郭錦標,周祥,王鑫磊,于博,葛彩霞. 石油學報(石油加工). 2013(02)
碩士論文
[1]基于基準假組分的流化催化裂化反應—再生系統(tǒng)動態(tài)模型研究[D]. 姜浩.北京化工大學 2012
本文編號:3274050
【文章來源】:北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1部分FCCR-RG:?(a)固定化床裝置;(b)差壓控制的U形裝置;(c)并列式裝??置;(d)?R2R裝置??Fig.1-1?Some?FCC?units:?(a)immobilized?bed?unit;?(b)differential?pressure?controlling?U-bend?unit;??(c)side-by-side?unit;?(d)R2R?u?
?第一章緒論???的研究中使用原料油、汽油(C5?410°C)和C3+C4+干氣+焦炭成功構(gòu)建了三集??總反應動力學模型,Takatsuka等[1()]使用包括餾分油(VGO)和減壓渣油(VR)??在內(nèi)的兩種原料油及汽油(GSL)、柴油(LCO)、干氣(GAS)和焦炭(Coke)??四種裂解產(chǎn)物的劃分方法成功構(gòu)建了六集總反應動力學模型,Jacob等[11]則提出??了由汽油(C5?430°F)、焦炭及其他八種包括鏈烷、環(huán)烷、芳香烴和芳香族取代??物在內(nèi)的輕重組分構(gòu)成的十集總反應動力學模型。圖1-2即三種集總反應模式示??意圖。??
Fig.1-3?One-dimensional?diagram?of?a?riser:?(1)?regenerated?catalyst;?(2)?steam;?(3)?feedstock;?(4)??side?feedstock;?(5)?gas-solid?mixture??圖1-3給出了提升管的一維簡化示意圖,通入提升管底部的原料油在進料口??經(jīng)蒸汽霧化后,遇催化劑氣化,沿提升管向上運動并發(fā)生催化裂化反應。對該過??程的機理建模涉及原料油氣化、管內(nèi)流動及固氣傳熱等模型。研宄表明,提升管??入口處原油若在液體狀態(tài)下與高活態(tài)催化劑發(fā)生長時間接觸,會加速焦炭的生成??并降低汽油產(chǎn)量137,38]。為此,研宄人員設計了注射式霧化進料口,加快原料氣化??過程從而減少與催化劑的接觸139,4叱Ali等[411指出氣化過程所需時間取決于霧化??原料液滴的大小,一般為0.3?30ms,大約只占整個停留時間的3%。此外,Gupta??等[42]的研究也己表明裂解反應只在原料油氣化后發(fā)生。因此,本文中為簡化提升??管建模
【參考文獻】:
期刊論文
[1]我國催化裂化工藝技術進展[J]. 許友好. 中國科學:化學. 2014(01)
[2]單環(huán)環(huán)烷烴催化裂化動力學模型的建立——指前因子的計算[J]. 張旭,郭錦標,周祥,王鑫磊,于博,葛彩霞. 石油學報(石油加工). 2013(02)
碩士論文
[1]基于基準假組分的流化催化裂化反應—再生系統(tǒng)動態(tài)模型研究[D]. 姜浩.北京化工大學 2012
本文編號:3274050
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