(8.2.6)--8-2-6催化裂化反应动力学模型.pdf

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1、石油加工工程催化裂化反应动力学模型反应速度与影响因素之间定量关系的数学表达式！近三、四十年来，催化裂化反应工程研究重点意义和任务 优化工程设计方案，使反应器的设计更加合理；优化FCC装置操作，使控制择优目的性更加明确；缩短新工艺过程研发周期研究特点 原料组成的复杂性 化学反应的复杂性 多种操作条件影响的复杂性 催化剂活性、选择性及失活的影响 某些不确定因素的影响催化裂化反应动力学模型由于原料组成十分复杂，反应物的数目和催化反应的类型难以准确搞清楚，因此只有对原料和产物组成概略地处理。关联模型基于Blanding方程积分模型 集总动力学模型基于Weekman方程微分模型FCC反应模型的两种典型方

2、法：1关联模型Blanding方程以动力学方程为基础，利用各种试验数据和生产数据，用数学回归等方法归纳出计算各种产品产率和有关性质关联式。1951年，Blanding假设瓦斯油裂化为二级反应：2AAAkn)r(dtdn经积分和化简得：SWKP)C100(C1关联模型Blanding方程流化床反应器转化率X关联式如下形式：式中：FCATSWPFFFFFF)C100(CxX 转化率函数；FP反应压力因数；FSW剂油比、空速因数；FT反应温度因数；FA 催化剂相对活性；FC 再生催化剂含炭量因数；FF 进料性质因数。1关联模型Blanding方程形成一批关联模型：国外：ESSO，Amoco，Kell

3、ogg，PACE等；国内：曹汉昌、林骥PACE模型等价馏分油概念特点：关联模型经验性强外推性差无法描述内在规律2集总模型什么是“集总”（Lumping）?将反应系统中众多的单一化合物，按其动力学特性相似的原则，归并为若干个虚拟的组分集总，在动力学研究中将每个集总作为一个虚拟的单一组分考虑。假设：集总恒定原理（Lumping Invariation）2集总模型2.1 集总模型Weekman 三集总模型1969年，Weekman提出了划时代意义的催化裂化反应三集总动力学模型：2121111V1Ykkt,YRxYutYt,YRt,YRaxYutY221112V2原料Y1k1k3k2汽油 Y2气体焦炭

4、Y32集总模型2.1 集总模型Weekman 三集总模型可以预测汽油收率，转化率，气体产率及焦炭产率，大获成功。问题：原料性质如何处理？曾试图关联到k1，k2，k32集总模型2.1 集总模型Weekman 十集总模型1976年，Weekman又由James Wei的集总理论提出了重要的十集总动力学模型：HFO（350500）PhNhAhCAhLFO（221350）PLNLALCALGSOGasCOKEPhNhAhCAhPlNlAlCAlGC2集总模型2.1 集总模型Weekman十集总模型假 设：各类分子互不作用；芳环CA不生成汽油；CA，A分别集总；一级反应。反应器模型：等温、气相、平推流2

5、集总模型2.1 集总模型Weekman十集总模型反应器方程式：jjVxjrxaGtajjVxjrxaGtaAhhcjjjCK11aKrRTMWPjcjK)t(KLSUGcWHV常数2集总模型2.2 集总模型中国的十一集总模型PhNhAhCAhPlNlAlCAlGCPCAh 中国的大回炼比操作 洛阳石化工程公司和华东理工大学的沙颖逊、刘馥英等开发2集总模型2.2 集总模型中国的十一集总模型Paraskos等人的三集总模型Yen等人和Liang Sun Lee 等人四集总模型沙颖逊等人十一集总模型（结构族组成）任杰重油十一集总模型（结构族组成）沙颖逊等人渣油十三集总动力学模型（结构族组成）日本高

6、冢透等人渣油六集总模型3集总动力学模型的问题 装置因数机理性退化到经验性不好用，多次回归装置因数国内外都是如此反应器模型：等温、气相、平推流3集总动力学模型的问题4催化裂化反应器模型的根本方法摘要:催化裂化提升管反应器数学模型基本上都是基于平推流反应器的假设建立起来的。但是由于其内部流动、传热以及反应过程非常复杂,偏离平推流较大,所以在模型的实际应用中必须用装置因数去校正,表现出较强的经验性。为了改变这种状况,本文通过研究分析,提出了对催化裂化提升管反应器进行多维微分模拟的研究方法,从根本上把反应器结构尺寸,物流入口条件,流动特征及传热特征等影响考虑进来,把流动、传热、传质、裂化反应以及湍流脉动作用全部纳入模型中,建立催化裂化提升管反应器的流动反应综合模型。通过对模型的求解,可以得到提升管反应器内催化剂颗粒及油气的速度分布、温度分布以及组分分布,从而揭示工业提升管反应器内的化学工程信息。这些数据对工业提升管反应器的设计、操作优化及新技术的实施都是十分重要的。5其他催化裂化动力学模型方法结构基团法分子动力学单事件法（Single event）