[发明专利]馏分油催化裂化反应动力学模型

说明书

技术领域

本发明涉及催化裂化过程的模拟及优化技术，尤其涉及馏分油的催化裂化反应动力学模型。

背景技术

作为我国目前处理量最大的原油二次加工手段的催化裂化在石油炼制工业中占有极其重要的地位，催化裂化装置设计及操作的好坏直接影响到炼厂的整体效益。在催化裂化装置的设计及操作阶段，借助催化裂化反应系统过程模拟优化模型，对其反应系统的设计及操作进行必要的模拟优化，能够提高整个装置的设计及操作水平，进而增加炼油厂的经济效益。

对于催化裂化反应系统进行模拟及优化需要一个准确实用的工艺计算模型。国内外已有工艺计算模型在催化裂化反应系统过程设计及操作中的应用，如中国石化集团洛阳石油化工工程公司的催化装置反应再生模拟优化软件FCCLK^TM，美国ASPENTECH公司的催化装置反应再生模拟优化软件Aspen FCC^TM等。在催化裂化反应系统涉及物种的选择上，这些工艺计算模型均采用集总反应模型，即将原料及产品人为划分为多个集总组分，并将这些集总组分流量及组成的变化视为原料及产品流量及组成的变化。但是，目前通用过程模拟及优化系统，如AspenPlus^TM等，涉及物种一般为实组分或虚拟组分等，因此在催化裂化反应系统模拟及优化模型中采用集总反应模型，会造成其难以与通用过程模拟及优化软件集成，进而难以进行全系统模拟优化的问题。

Gupta等提出了馏分油实组分及虚拟组分反应动力学模型[Gupta et al.A new genericapproach for the modeling of fluid catalytic cracking(FCC)riser reactor.Chemical EngineeringScience，2007，62：4510-4528.]。该模型利用油品蒸馏曲线将原料油及其产品划分为实组分及虚拟组分的混合物，将这些实组分及虚拟组分流量及组成的变化视为原料及产品流量及组成的变化。由于在催化裂化反应系统模拟中采用了实组分及虚拟组分反应动力学模型，因此解决了催化裂化反应系统工艺计算模型难以与通用过程模拟软件耦合集成的问题。

发明内容

本发明的技术方案如下：

一种馏分油催化裂化反应动力学模型，基于Gupta等提出的馏分油催化裂化实组分及虚拟组分反应动力学模型[Gupta et al.A new generic approach for the modeling of fluidcatalytic cracking(FCC)riser reactor.Chemical Engineering Science，2007，62：4510-4528.]，提出反应网络涉及催化裂化反应的发生条件及裂化反应速率常数关联式，以达到对催化裂化反应系统模拟计算更加准确的目的。

对于本发明提出的反应网络中催化裂化反应的发生条件，具体实现如下：

对于反应，组分i→组分m+组分n+焦炭(单位摩尔的组分i裂化反应生成单位摩尔的组分m及单位摩尔的组分n，其所生成的焦炭的产量为组分i的相对分子质量与组分m和组分n的相对分子质量之和的差值)，其发生条件为组分i的相对分子质量要大于组分m和组分n的相对分子质量之和，同时组分m的相对分子质量要大于组分n的相对分子质量。

对于本发明提出的反应速率常数关联式，具体实现如下：

对于裂化反应，组分i→组分m+组分n+焦炭(单位摩尔的组分i裂化反应生成单位摩尔的组分m及单位摩尔的组分n，其所生成的焦炭的产量为组分i的相对分子质量与组分m和组分n的相对分子质量之和的差值)，其裂化反应速率常数关联式，依照如下公式：

该方程原形式参看文献-Gupta et al.Chemical Engineering Science，2007，62：4510-4528.-中公式(4)：