[发明专利]催化裂化烧焦罐稳态过程模型

说明书

技术领域

本发明涉及催化裂化过程的模拟及优化技术，尤其涉及前置烧焦式催化裂化装置的烧焦罐部件稳态过程模拟模型。

背景技术

前置烧焦式流化催化裂化装置具有加工减压瓦斯油、CO完全燃烧、再生效果极好和再生剂含碳量极低等优点，在我国炼厂中应用广泛。在该类装置的工程设计及现场操作阶段，借助装置的过程模拟优化模型，对其工程设计及现场操作进行必要的模拟优化，能够提高整个装置的设计及操作水平，进而增加炼厂的经济效益。

对前置烧焦式流化催化裂化装置进行过程模拟及操作优化需要一个准确实用的工艺计算模型。对于该装置中的提升管反应器、汽提段、鼓泡床反应器等部件，已有大量成功的工艺模型开发案例，如中国石化集团洛阳石油化工工程公司的鼓泡床式催化装置工艺计算模型FCCLK，美国ASPENTECH公司的鼓泡床式催化装置工艺计算模型ASPENFCC等。对于该装置中的烧焦罐部件的稳态过程模拟模型，国内外专利及文献鲜有报道，FernandesJ.L.等(Fernandes J.L.，Pinheiro C.I.C.，Oliveira N.M.C.，et al.Model development and validation of an industrial UOP fluid catalytic cracking unit with a high-efficiency regenerator.Industrial & Engineering Chemistry Research 2008，47，(3)，850-866)提出了一种前置烧焦式流化催化裂化装置的动态模拟计算模型，其前置烧焦罐模型假设为变径管式一维平推流反应器，同时假定该反应器径向无扩散、轴向无返混。烧焦罐轴向空隙率的计算采用IFP推荐的经验关联式(Fernandes J.L.，Verstraete J.J.，Pinheiro C.I.C.，et al.Dynamic modeling of an industrial R2R FCC unit.Chemical Engineering Science 2007，62，(4)，1184-1198)，该经验关联式具有一定的应用范围，因此该模型的使用具有明显的限制。

发明内容

本发明的技术方案如下：

前置烧焦式流化催化裂化装置烧焦罐稳态模型，其模型条件：烧焦罐为一维绝热反应器，径向无扩散，器壁无散热；烧焦罐中物质以催化剂簇团相和气相形式存在，催化剂簇团为近似圆形的催化剂颗粒与气相的混合体；忽略催化剂颗粒与气相的传质阻力与传热阻力；忽略催化剂簇团颗粒与气相的传质阻力与传热阻力。

前置烧焦式流化催化裂化装置烧焦罐稳态模型，包括物料衡算方程、能量衡算方程、动量衡算方程、辅助方程和边界条件等五部分：

(一)对于物料衡算方程，其形式如下，

①固相物料衡算方程，

i固相连续性方程：

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ii组分连续性方程：