[发明专利]一种催化裂化汽油加氢改质过程的流程模拟方法

说明书

本发明公开了一种催化裂化汽油加氢改质过程的流程模拟方法，该方法包括：(1)综合考虑工艺过程中物流组成、分离和反应过程的特点，选择有代表性的真实分子，创建真实分子库；(2)根据原料组成的色谱分析数据，采用组分归并的方法确定分子在原料中的含量；(3)对反应过程建立分子级反应动力学模型；(4)采用商用流程模拟软件对催化裂化汽油加氢改质过程进行流程模拟。本发明克服了传统虚拟组分法不能包含物流组成详细分子信息，而现有采用真实组分的模拟方法不能兼顾分离和反应过程，并且采用优化算法来计算物流的组成，计算结果具有不确定性的缺点，实现在分子级别上对催化裂化汽油加氢改质过程的准确流程模拟。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，特别是涉及一种催化裂化汽油加氢改质过程的流程模拟方法。

背景技术

越来越严格的环境法规和清洁油品标准给清洁油品的生产技术带来挑战。对油品生产过程的流程模拟对该工艺过程的优化设计和操作有着重要的指导作用。目前国家标准对清洁汽油的质量要求已经接近分子级水平，因此有必要在分子级水平上对清洁汽油的生产工艺进行流程模拟。

鉴于石油馏分组成的复杂性，传统的流程模拟方法采用虚拟组分描述石油馏分的组成。即对于分离过程，通常会根据油品物流的宏观表征数据，包括密度、平均分子量和蒸馏曲线(TBP或D86)生成虚拟组分。虚拟组分法的问题一是虚拟组分的物理性质必须由经验关联式给定，预测精度还不够高，并且某些关联式的适用范围有限。二是虚拟组份不能提供油品物流的分子结构信息，因而不能用来模拟反应过程。

为克服传统虚拟组分法的缺点，研究者进行了采用真实分子来描述石油馏分组成的研究，即根据石油馏分的组成特点，选择有限数量的真实分子来描述其组成。目前这种方法存在的主要问题是：一、大部分研究工作集中在对分离等物理过程的模拟上，没有考虑与反应过程的耦合。因此对于真实分子的选择主要依靠依据馏程范围、密度和分子量分布等油品的宏观物理性质，没有考虑油品加工过程中的反应过程。二、研究者大多通过物性关联式计算用真实分子表示物流的宏观物理性质，然后再通过优化算法与物流宏观物理性质的实测值进行对比，来确定真实分子在石油馏分中的含量。通过优化算法计算得到的组成具有不确定性，可能会与石油馏分实际的含量有比较大的偏差。

催化裂化汽油相对较轻，各组分数据已能够通过色谱等分析仪器得到，这样的数据能够清晰地反映出混合物的组成及各组分的含量，但是色谱数据直接用于模拟计算仍然存在一定的难度。一方面催化裂化汽油的组分数量庞大，根据色谱停留时间分析出的已达200-300之多。另一方面，尽管碳数少于C8的组分的种类和含量的分析结果较为精确，但是当碳数继续增加时，很多组分仍然难以识别。而在流程模拟中，如果将催化裂化汽油的所有分析组分全部输入，不仅由于组分数目众多而耗时耗力，而且流程模拟软件中的物性数据库难以涵盖所有组分的交互参数。因此，对于催化裂化汽油加氢改质过程的流程模拟，必要建立更加简洁实用的真组分模型。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种催化裂化汽油加氢改质过程的流程模拟方法。该方法可以在根据工艺过程分离和反应过程的特点选择有代表性的真实分子，采用性质相近组分的组成归并的方法确定各真实分子在原料中的含量，并采用真实分子构建反应动力学模型。在上述用统一的真实分子表示原料组成和反应动力学模型的基础上，借助商用流程模拟软件的组分库、物性方法和模型计算方法，进行工艺过程的流程模拟。本发明能够克服传统虚拟组分法不能包含物流组成详细分子信息，而现有采用真实组分的模拟方法不能兼顾分离和反应过程，并且物流的组成采用优化算法的缺点，实现在分子级别上对催化裂化汽油加氢改质过程的准确流程模拟。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种催化裂化汽油加氢改质过程的流程模拟方法，包括以下步骤：

S1:选择代表性分子，组成真实分子库；

S2:确定代表性分子在原料中的含量；

S3:建立分子级反应动力学模型，确定反应动力学参数；