一种催化重整反应建模方法技术

本发明专利技术涉及石油炼制领域，尤其涉及一种催化重整反应建模方法，包括：基于集总理论，将反应物料划分为58个集总组分；结合集总组分的划分，建立催化重整反应网络；根据催化重整反应网络，建立催化重整反应模型；对催化重整反应模型中的参数进行校准。本发明专利技术的有益效果：基于58个集总组分，301个动力学方程建立的催化重整反应模型，提出了氢解反应、聚合反应和结焦反应的动力学建模方式；对动力学参数的校准过程进行分类处理，将需要校准的参数有原来的652个简化为几十个，在不影响模型精度的前提下，大大降低了模型的求解难度，提高了计算速度。

【技术实现步骤摘要】
一种催化重整反应建模方法
本专利技术涉及石油炼制领域，尤其涉及一种催化重整反应建模方法。
技术介绍
催化重整(CatalyticReforming)是石油炼制主要过程之一。它是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使石脑油转变成富含芳烃的重整生成油，并副产氢气的过程。催化重整过程的主要目的是生产高辛烷值汽油或芳烃。当生产高辛烷值汽油时，进料为宽馏分，沸点范围一般采用80～180℃馏分。当生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围一般采用60～145℃馏分或60～165℃。催化重整反应部分是整个工艺过程中的核心操作单元，反应器的设计与操作条件的选择直接影响着产品的产率与质量。催化重整过程的主要化学反应有：六元环烷烃脱氢、五元环烷烃异构脱氢、链烷烃脱氢环化、直链烷烃异构化、烃类的氢解和加氢裂化、脱甲基、芳烃脱烷基和积炭反应等。仅通过气相色谱仪就能分析出的催化重整反应组分已多达300种以上，而且各组分间的耦联性强，使得整个反应体系由许多的平行、连串、可逆和不可逆等反应组合成一个复杂的反应网络。故催化重整反应属于复杂反应体系。20世纪50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化重整反应建模方法，其特征在于，包括：/n基于集总理论，将反应物料划分为58个集总组分；/n结合集总组分的划分，建立催化重整反应网络；/n根据催化重整反应网络，建立催化重整反应模型；/n对催化重整反应模型中的参数进行校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化重整反应建模方法，其特征在于，包括：
基于集总理论，将反应物料划分为58个集总组分；
结合集总组分的划分，建立催化重整反应网络；
根据催化重整反应网络，建立催化重整反应模型；
对催化重整反应模型中的参数进行校准。


2.根据权利要求1所述的一种催化重整反应建模方法，其特征在于，所述58个集总组分包括：
烷烃：27个，从C1到C14，C12、C13、C14不区分正构和异构，C6、C7、C8烷烃分为正构、单支链和多支链异构，C4、C5、C9、C10、C11分为正构和异构；
环烷烃：16个，从C5到C14，C5只有五元环烷烃，C6～C11分为五元环烷烃和六元环烷烃，C12、C13、C14只用环烷烃表示；
芳烃：13个，从C6到C14，C8芳烃又分为乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯；
焦碳：COKE，表示由结焦反应生成的焦碳，附着在催化剂上；
氢气：H2。


3.根据权利要求1所述的一种催化重整反应建模方法，其特征在于，所述催化重整反应网络包括301个动力学反应，其中包括9个异构化反应、26个环化反应、6个扩环反应、9个脱氢反应、59个氢解反应、35个环烷烃脱烷基反应、79个加氢裂化反应、36个芳烃脱烷基反应、6个聚合反应及36个结焦反应。


4.根据权利要求1所述的一种催化重整反应建模方法，其特征在于，所述建立催化重整反应模型包括：
反应器的物料衡算模型：



反应器的能量衡算模型：



式中，u为反应物流线速度；z为反应器的轴向距离；cA为组分A的浓度，RATEi为第i各反应的反应速率；XA,i为组分A在第i各反应中的化学计量系数；ρ为物料密度；CP为比热容；T为反应温度；ΔHi为第i个反应的反应热。


5.根据权利要求1所述的一种催化重整反应建模方法，其特征在于，所述建立催化重整反应模型包括：
对于除结焦反应外的所有反应，建立反应速率方程：



式中，Rate为反应速率；ACTglobal为全局活性因子；ACTcat为催化剂整体活性因子；ACTsite为酸性位或金属位的活性因子；ACTreac为反应类型活性因子；ε为反应器床层空隙率；ρP为催化剂颗粒密度；P为反应压力；P0为基准压力；p_exp为压力因子相的指数；[A]、[B]、[C]、[D]为组分分压；a、b、c、d为反应计量系数；fact为推动力项的压力指数；Kf为正反应速率常数；Keq为平衡常数；
对于结焦反应，建立反应速率方程：



式中，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟锋，张华云，谢六磊，张赟，李浩扬，吴玉成，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，浙江中控软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33