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催化裂化装置模拟及优化

作　者: 赵新强
导　师: 蔡旺锋；李彬
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 催化裂化改造模型模拟优化
分类号: TE624.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文首先对催化裂化装置在炼厂中所处地位进行了阐述，对催化裂化装置的发展历程，装置结构形式发展，和围绕原料的重质劣质化、油品质量升级、清洁生产和油化一体化来进行的技术进步作了介绍。接下来对催化裂化装置的数学模型的作用、分类、典型的模型及各种模型的准确性与优缺点进行了介绍。正文部分对洛阳分公司一催化裂化装置各阶段技术发展与进步、历次技术改造情况及效果进行详细的对比分析。同时，对FCC-sim动力学模型进行了详细介绍，在此基础上，根据标定数据建立了装置的动力学模型。其中，UOP技术改造提高了装置运行的可靠性与经济技术指标；投用减压蜡油进料后改进了产品分布，降低了装置能耗；再生器旋分器更新后，减少了催化剂跑损；油品质量升级改造后，优化了操作条件，降低了分馏塔压降，装置能耗降低，提高了吸收稳定冷却效果，产品质量控制平稳，干气C3+含量降低。模型建立并校正后，对装置的运行状况和指标进行了分析，核算了装置的氢平衡，提出了进一步优化方向。提出了再生器旋风分离器线速较低的问题，并给出了解决方案。进行了单变量和多变量改变后的预测及优化，提出了多个优化调整方案，提出了不同产品方案时，装置的操作参数和约束条件。为装置的离线优化提供了可靠的依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章文献综述  7-15
  1.1 催化裂化装置在炼厂所处地位  7-8
  1.2 催化裂化工艺发展  8
  1.3 催化裂化工艺的技术进步  8
  1.4 各种形式催化裂化装置概况  8-13
    1.4.1 催化裂化工艺过程描述  8-9
    1.4.2 常规催化裂化装置  9
    1.4.3 MIP 装置  9-12
    1.4.4 FDFCC 装置  12-13
  1.5 催化裂化新工艺  13
  1.6 催化裂化数学模型发展  13-15
    1.6.1 催化裂化数学模型的作用  13-14
    1.6.2 催化裂化数学模型分类  14-15
第二章洛阳分公司一催化裂化装置  15-37
  2.1 装置概况  15-16
  2.2 装置历次改造情况  16-25
    2.2.1 UOP 技术改造情况  16
    2.2.2 装置存在问题  16-18
    2.2.3 UOP 技术改造内容及特点  18-19
    2.2.4 装置重要参数及结构变化  19
    2.2.5 工业应用情况  19-21
    2.2.6 应用效果及分析  21-23
    2.2.7 经济效益分析  23
    2.2.8 结论  23-25
  2.3 减压蜡油进料投用情况  25-28
    2.3.1 原油比例及原料性质  26-27
    2.3.2 产品分布  27
    2.3.3 能耗对比  27-28
    2.3.4 小结  28
  2.4 再生器旋分器改造总结  28-29
    2.4.1 改造前状况  28-29
    2.4.2 改造方案及内容  29
    2.4.3 改造后效果  29
  2.5 160 万吨/年蜡油适应性改造  29-36
    2.5.1 改造方案及内容  30
    2.5.2 改造实施情况  30
    2.5.3 改造效果  30-33
    2.5.4 干气 C3 含量下降  33-35
    2.5.6 稳定塔顶压力控制平稳  35
    2.5.7 分馏塔顶冷后温度降低  35-36
  2.6 小结  36-37
第三章催化裂化模型  37-55
  3.1 反应网络  37-38
  3.2 反应器模型  38-45
    3.2.1 总动力学生焦速率  39-41
    3.2.2 组分总裂化速率  41-43
    3.2.3 C4- 和 C5+ 产品集总的反应速率  43-44
    3.2.4 总 C5+ 产品速率和单个反应速率的分布  44
    3.2.5 热裂化生成 C1 和 C241  44-45
    3.2.6 每个虚拟组分的反应速率  45
    3.2.7 热平衡  45
  3.3 提升管  45-46
  3.4 密相床和稀相  46-47
  3.5 收率  47-50
    3.5.1 单个 C4- 轻气体收率  47-49
    3.5.2 丁烯收率  49-50
    3.5.3 单个 C5+液体产品收率  50
  3.6 催化剂汽提段模型  50-55
第四章标定数据整理及模型建立  55-85
  4.1 背景  55
  4.2 催化裂化装置的建模  55-64
    4.2.1 物料平衡的输入和细物料平衡的输出  56-59
    4.2.2 模型的校核  59-64
  4.3 模型应用  64-81
    4.3.1 数据整理  64-65
    4.3.2 利用软件对原料进行拟合计算  65-68
    4.3.3 产品拟合  68-75
    4.3.4 氢平衡讨论  75-77
    4.3.5 方案预测  77-81
  4.4 旋分器效果分析  81-82
  4.5 再生器主风分布管压降  82-84
  4.6 油浆系统核算  84-85
第五章结论  85-86
参考文献  86-89
致谢  89

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