[发明专利]一种流化催化裂化反应的预测方法和装置

说明书

本发明公开了一种流化催化裂化反应的预测方法。该方法应用于包括第一反应区和第二反应区的提升管反应器，采用第一进口段模型、第一反应区模型、第二进口段模型和第二反应区模型来预测提升管反应器中物料各集总的分布、温度分布、压力分布、油气和催化剂的线速度分布，其中，第一反应区模型表示第一反应区中油气与催化剂进行理想平推流反应，第二反应区模型表示在第二反应区中油气与催化剂进行理想平推流反应，第一反应区模型表示各集总在第一反应区进行一次裂化反应，第二反应区模型表示各集总在第二反应区进行增加氢转移反应和异构化反应。此外，本发明还公开了一种流化催化裂化反应的预测装置。

技术领域

本发明涉及，特别是涉及一种流化催化裂化(英文：Fluidized CatalyticCracking，简称FCC)反应的预测方法和装置。

背景技术

流化催化裂化反应是指在高温低压条件下及催化剂表面强酸中心的催化作用下采用提升管反应器对油气中蜡油或渣油等大分子烃类分子进行以裂化、异构、氢转移反应为主的多种复杂反应。如图1所示，提升管反应器包括两个反应区。包含有蜡油和/或渣油的油气原料先在第一反应区中进行反应，第一反应区的产物再送至第二反应区进行反应，第二反应区的产物即为提升管反应器的产物。如图2所示，在提升管反应器的第一反应区中，在较高的反应温度、较短的停留时间和催化剂的作用下，大分子烃类裂化为大量的烃类小分子和烯烃分子。第二反应区通过扩径和诸如急冷汽油来降低油气和催化剂的流速、增加油气和催化剂的停留时间以及降低反应温度。在提升管反应器的第二反应区中，烯烃分子通过增加氢转移好异构化反应转化为异构烷烃和芳烃，因此，相对于第一反应区的产物，在第二反应区所得到的产物中，烯烃大幅度下降，辛烷值保持不变或路由增加。

需要说明的是，提升管反应器对油气进行流化催化裂化反应所得到的产物需要经过吸收稳定装置后才能被分离成油浆、柴油、汽油、液化气和干气。由于吸收稳定装置对产物各组分的分离需要很长的时间，提升管反应器的流化催化裂化反应的产物中各组分的收率是无法实时测量到的。因此，为了能够对提升管反应器中的流化催化裂化反应进行及时地调整，就需要根据流化催化裂化反应预测提升管反应器的产物中各组分的收率。

但是，现有技术中在预测流化催化裂化反应的产物中各组分的收率时，提升管反应器的第一反应区和第二反应区中温度分布都采用的是预设的温度分布，提升管反应器的第一反应区和第二反应区中作为反应物的油气与催化剂的停留时间也都采用的是预设的停留时间，可见，现有技术中并没有考虑提升管反应器中反应热和气固两相流动对流化催化裂化反应的影响，因此，预测得到的各组分收率不够准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种流化催化裂化反应的预测方法和装置，以解决按照现有技术中由于未考虑反应热和气固两相流动对流化催化裂化反应的影响而导致提升管反应器的产物中各组分收率预测不够准确的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种流化催化裂化反应的预测方法，用于包括第一反应区和第二反应区的提升管反应器，该方法包括：

根据各集总注入所述提升管反应器的初始质量流量、所述各集总注入所述提升管反应器时的初始温度、所述各集总的摩尔质量、所述各原料集总的摩尔热容、所述催化剂的堆密度、所述第一反应区的内径、所述提升管反应器中的沉降器顶部压力、所述第一反应区的长度和所述第二反应区的长度，通过第一进口段模型，为所述第一反应区的进口处计算第一初始温度、第一初始压力、所述各集总的第一初始摩尔流量、所述油气的第一初始线速度以及所述催化剂的第一初始线速度；其中，所述第一进口段模型表示在所述第一反应区的进口段中所述油气与所述催化剂进行绝热等焓且无化学反应的物理混合过程；