催化裂化复杂反应体系动力学模型研究进展.pdfVIP

炼 油 技 术 与 工 程 2009年 l0月 PETROLEUMREFINERYENGINEERING 第39卷第 1O期 催化裂化复杂反应体系动力学模型研究进展 欧阳福生 宁 汇 华东理工大学 (上海市200237) 摘要：系统介绍催化裂化复杂反应体系反应动力学模型研究进展，其中包括关联模型、集总模型和分子模型。 对这些模型的建立原则、计算方法、工业应用等方面进行了深入分析，总结了各类模型建立的一般原则和规律，并 对其未来的发展方向作了预测。 关键词：催化裂化 复杂反应体系 动力学模型 集总 分子尺度 自1942年世界上第一套流化催化裂化 析的复杂反应体系来说是有效的，而且由于其数 (FCC)装置建成以来，FCC无论是加工能力、装置 学形式通常 比较简单，尤为 自控方面所采用 。在 规模、工艺技术均以较快的速度发展，是炼油厂加 国外，经典的关联模型有Blanding方程 j、ESSO 工重质馏分油和渣油的核心技术，已经成为重油 模型_3]、Amoco模型l4等。国内的关联模型有曹 轻质化的核心工艺。炼油化工一体化技术的发展 汉昌关联模型 J、张立新关联模型L6等。近期， 也对 FCC提出了更高的要求，在增加产品收率、 张结喜等人 以Blanding方程为基础 ，利用工业催 提高产品质量的同时，FCC也成为生产丙烯等低 化裂化装置的实际生产数据，分别建立关于原料 碳烯烃的重要途径 ¨』。为了适应这些要求，各科 性质和操作条件的转化率函数、产品分布模型和 研单位和炼化企业采取了多项措施 ，比如研制新 产品性质关联模型 。该模型考虑的主要因素 型催化剂和助剂、优化操作条件和开发新的FCC 包括原料特性因数、538℃馏 出率、康 氏残炭；主 工艺等。要想从根本上解决利用FCC工艺生产 要操作条件包括反应温度、反应压力、空速、回炼 比和剂油比；产品分布关联模型包括焦炭、汽油、 清洁燃料的问题，就必须弄清 FCC各组分之间的 柴油；产品性质关联模型包括汽油密度、柴油密 复杂反应。目前，通过传统的实验方法无法精确 度、汽油辛烷值、柴油十六烷值 。该模型考虑的因 地分析原料和产品的组成，也无法一一标 明各个 素比较全面，简单易用，可以用来指导和优化生产 分子之间的反应动力学特征。在这种情况下，采 操作。 用构建数学模型的方法来研究复杂反应体系的思 关联模型的优点是其数学形式简单，计算和 想被广泛接受和应用。由此产生了关联模型、集 应用方便。其不足主要体现在建立模型需要依靠 总动力学模型、分子动力学模型等一系列模拟 大量的实验或工业运行数据、很长的操作周期，且 FCC复杂反应体系规律的数学模型，并取得 了丰 由于这种模型不能从化学反应的本质上描述复杂 硕的成果，其中，集总模型尤为突出。本研究将综 反应体系的动力学特征，因而表现出外推性差，只 述FCC复杂反应体系动力学模型的研究进展，并 适用于某个装置且操作工况变化不大的情况。 对其发展方向作出预测