催化重整流程模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、流程模擬優(yōu)化技術(shù)在流程工業(yè)得到了廣泛應用,帶來了顯著的經(jīng)濟效益,特別是用于復雜催化反應過程的專用模擬優(yōu)化軟件日益受到了石油化工和煉油企業(yè)的重視和青睞.該論文圍繞催化重整過程,對重整反應機理、過程模型建立、模型參數(shù)估計、過程優(yōu)化等問題進行了研究.論文面向工業(yè)應用,其目標是開發(fā)出自主的、應用方便的、功能齊全的專用催化重整流程模擬優(yōu)化軟件.該論文的主要研究工作包括以下幾個方面內(nèi)容.1.研究了催化重整反應機理,針對國內(nèi)工業(yè)重整裝置的特點和應用條

2、件,提出了只包含17個重整反應的17集總反應動力學模型,保證模型較高精度,并降低機理模型復雜度和化驗室分析要求,方便了模型工業(yè)應用.深入探討了重整催化劑的結(jié)焦失活機理,首次提出了連續(xù)重整裝置催化劑失活的平均活性函數(shù)概念,給出了催化劑結(jié)焦失活模型.2.討論了過程模擬中集總組分6種重要物性計算方法和機理模型參數(shù)估計方法.3.針對重整反應模型方程的特殊結(jié)構(gòu)和剛性問題,提出了一種形式更簡單方便的近似解析數(shù)值算法和吉爾法相結(jié)合的混合數(shù)值算法,并引

3、入了最優(yōu)步長方法.4.對重整過程優(yōu)化問題進行了分析描述,采用有效的SQP算法對該非線性規(guī)劃問題進行了求解.5.研究了重整過程動態(tài)特性.在靜態(tài)模型基礎(chǔ)上建立了全流程主要裝置(重整反應器、加熱爐、分離罐)的動態(tài)模型,采用分段線性化方法對重整反應分布參數(shù)模型離散化成一組常微分線性方程組進行了求解.最后利用該動態(tài)模型分析了主要操作變量的閉環(huán)動態(tài)響應曲線.6.在MATLAB平臺上開發(fā)了基于圖形用戶界面的專用重整模擬優(yōu)化軟件,利用一套半再生重整工業(yè)