[发明专利]催化裂化动力学模型建立方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种催化裂化动力学模型建立方法及装置，属于石油化工技术领域。该方法通过将原料油生成的产品分为多个集总，所述多个集总包括有油浆，再根据所述产品之间的催化裂化反应机理，对所述多个集总建立催化裂化反应网络，然后根据所述催化裂化反应网络建立催化裂化动力学模型。由此，本方案中，在建立催化裂化动力学模型中，将油浆单独作为一个集总，从而避免了现有技术中将原料作为油浆集总，导致建立的催化裂化动力学模型不准确，对后续的产品分布预测不利的问题。

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，具体而言，涉及一种催化裂化动力学模型建立方法及装置。

背景技术

催化裂化是重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有很重要的地位。催化裂化装置设计及操作的情况对炼厂的整体经济效益有较大影响。在催化裂化装置的设计及操作阶段，借助催化裂化反应系统过程模拟优化模型，对其反应系统的设计及操作进行必要的模拟优化，提高整个装置的设计及操作水平，可显著增加炼厂的经济效益。

对于催化裂化反应系统进行模拟及优化需要一个准确实用的工艺计算模型。国内外已有工艺计算模型在催化裂化反应系统过程设计及操作中的应用，如中国石化集团洛阳石油化工工程公司的催化装置反应再生模拟优化软件FCCLK，美国ASPENTECH公司的催化装置反应再生模拟优化软件Aspen FCC等。在催化裂化反应系统涉及物种的选择上，这些工艺计算模型均采用集总反应模型，即将原料及产品人为划分为多个集总组分，并将这些集总组分流量及组成的变化视为原料及产品流量及组成的变化。但是，目前通用的过程模拟优化软件和催化裂化动力学模型中，产品划分的集总是将原料作为其他产品来作为集总，使得集总的划分不准确，这导致无法建立精确的催化裂化动力学模型，进而无法对产品分布进行准确预测。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种催化裂化动力学模型建立方法及装置，以改善上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种催化裂化动力学模型建立方法，所述方法包括：

将原料油生成的产品分为多个集总，所述多个集总包括有油浆；

根据所述产品之间的催化裂化反应机理，对所述多个集总建立催化裂化反应网络；

根据所述催化裂化反应网络建立催化裂化动力学模型。

进一步地，将原料油生成的产品分为多个集总，包括：

将原料油生成的产品按照各烃类分子的动力学特性划分为多个集总，所述多个集总包括柴油、汽油、液化气、干气、焦炭和油浆。

进一步地，根据所述催化裂化反应网络建立催化裂化动力学模型，包括：

基于连续性方程：以及反应速率方程：获得所述催化裂化动力学模型；

其中，所述催化裂化动力学模型为：

其中，下标i表示集总组分，下标j表示第j个反应。ρ表示油气混合物密度(g/cm³)，a_i表示第i集总的浓度(molesi/g气体)，G_v表示油气表面(横截面)质量流速(g/(cm²·h))，ρ_c表示相对反应器体积的催化剂密度(g/cm³)，ε表示空隙率；表示重芳烃吸附对催化剂活性的影响；表示原料中碱性氮对催化剂活性的影响；表示催化剂生焦对活性的影响。

进一步地，根据所述催化裂化反应网络建立催化裂化动力学模型之后，所述方法还包括：

获取待测原料性质；

将所述待测原料性质输入所述催化裂化动力学模型，利用所述催化裂化动力学模型对所述待测原料生成的产品分布比例进行预测，获得预测结果。