一种基于结构导向集总的延迟焦化动力学模型

第30卷第4期2012年7月石化技术与应用PetrochemicalTechnology&ApplicationVol.30No.4

July2012

研究与开发(285~293)

一种基于结构导向集总的延迟焦化动力学模型

*

田立达,沈本贤,刘纪昌

(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237)

摘要:采用22个新结构向量描述渣油分子,构建了7004种渣油分子集总,结合模拟退火算法提出了一种模拟计算渣油分子组成的方法。制定了92条反应规则用以描述渣油延迟焦化的分子反应行为。在对工业化延迟焦化工艺进行一定程度简化和假设的基础上,建立了一个用以预测延迟焦化产物分布的结构导向集总模型。比对模型预测结果与小试试验结果发现,用建立的模型预测不同原料在不同工艺条件下的延迟焦化产物分布可靠性较好。模型计算结果表明,焦化温度上升10℃,液体收率平均提相当于原料n(H)/n(C)提高0.15;循环比下降0.15,液体收率平均提高3.5个百分高2.5个百分点,

点,相当于原料残炭值下降5个百分点;反应压力下降0.03MPa,液体收率平均提高0.6个百分点。

关键词:延迟焦化;结构导向集总;动力学模型;液体收率;原料性质

+

中图分类号:TE624.32

文献标识码:B文章编号:1009-0045(2012)04-0285-09

即使略微提高延迟焦化装置的液体产品收率就可带来可观的经济效益。目前提高延迟焦化装置液体产品收率的方法主要有改善原料性质、改善工艺操作条件、改善工艺流程和加入助剂4种

[1-2]

分子划分为集总,集总的数量大为扩展。同时,由于分子片段的数目有限,因而并没有很大程度地增大模型的复杂性。这些分子片段被定义为结构向量。只需22个如图1所示的结构向量就可描述减压渣油等重质油品的分子组成。

运用结构导向集总方法建立动力学模型的首要前提是用结构向量描述分子组成。由于不可能将渣油的分子组成分析清楚,所以就需要对渣油的分子组成进行模拟。在不考虑侧链碳数的前提下,本工作假设渣油分子由92种单核种子分子和46种多核种子分子组成。在每种种子分子上添加0~50个侧链亚甲基(—CH2—),并略去一些不现实的集总分子后形成7004种分子集总。本工作假设任何渣油都是由这7004种分子集总构成的。渣油的性质之所以会有所不同,是因为这7004种分子集总的相对含量不同。这92种单核种子分子如图2所示。

。由于具体生产情况不同,一套装置

往往只采用其中一种方法,因而很难在同一套装置上对比这几种方法的影响效果。由于各装置所以要想分析原料一般都不轻易改变原料性质,

性质对液体收率的影响效果就更加困难。建立延迟焦化产物收率预测模型是实现这种分析的一个可行方法。焦化反应是复杂的,现有延迟焦化产物预测模型受到适应性的限制,不足以完全分析这几种方法对提高液体收率的效果本工作先采用结构导向集总方法

[7-9]

[3-6]

建立了一

个延迟焦化结构导向集总模型,进而利用建立的模型研究分析了改善原料性质和操作条件对提高延迟焦化液体收率的效果,获得了满意结果。11.1

结构导向集总模型的建立①

原料组成模拟

结构导向集总方法与传统集总方法的最大区别在于集总划分方式。传统集总方法将具有集总的数量有同一类性质的分子划分为集总,

限。结构导向集总方法将具有相同分子片段的

收稿日期:2012-02-14;修回日期:2012-03-28

基金项目:国家重大基础研究(973计划)项目(项目名称:石油资源高效利用的绿色可持续化学/石油资源的分子鉴别和转化规律认识;项目编号:2006CB202501)

作者简介:田立达(1985—),男,浙江杭州人,博士研究生,主要从事重质油加工的模拟计算研究。已发表论文5篇。*通讯联系人。

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