[发明专利]加氢裂化反应建模方法及模型

说明书

本发明提供了一种加氢裂化反应建模方法及模型，涉及加氢裂化的技术领域，包括：基于集总理论，将反应物料划分为107个集总组分；结合集总组分的划分，建立加氢裂化反应网络；根据加氢裂化反应网络，建立加氢裂化反应模型；对加氢裂化反应模型进行活性校准。本发明的建模方法适用于加氢裂化装置，可准确地模拟加氢裂化反应部分，能够用于加氢裂化装置的全流程模拟以及离线分析或在线实时优化。本发明解决了加氢裂化现有的集总动力学方法存在的集总数量过多和校准的动力学参数过多，导致模型求解难、求解慢和难以应用于在线实时模拟的技术问题，达到应用范围广、计算结果精确、参数调整灵活以及可与实时优化系统完全兼容的技术效果。

技术领域

本发明涉及加氢裂化的技术领域，尤其是涉及一种加氢裂化反应建模方法及模型。

背景技术

20世纪50年代以来，基于集总理论构建的加氢裂化反应模型已经得到了广泛应用，而且各大石油公司和科研机构在综合权衡研究和工业应用的需求后，相继研究开发出了各种不同的加氢裂化集总反应动力学模型。然而，基于分子组成的集总组分通常需要更多的计算时间，并且难以与设备计算相结合，例如反应器流体力学模拟，并且需要提供比炼油厂常规化验分析更多的数据，限制了其在动力学和催化剂研究中的应用，而且也难以适用于全场工艺模型。

现有技术的缺点主要有：(1)大部分加氢裂化原料的工业分析数据只包括密度、蒸馏曲线以及硫氮含量等，而这些性质不足以作为加氢裂化反应器动力学模拟的计算数据，如若对加氢裂化原料进行全面分析，则还需测量折光率、黏度以及溴指数等性质数据，同时需要通过核磁共振、高效液相色谱和气相色谱/质谱法测量总芳烃含量以及单环、双环、三环和四环芳烃的质量百分比等关键性质，而这样的原料全面分析不仅会耗费大量的人力物力，而且还无法应用于在线实时模拟中；(2)加氢裂化现有的几种集总动力学方法，有些存在集总数量过多，模型求解慢，导致难以应用于在线实时模拟中，有些存在集总类型选择不当，导致模拟结果与实际测量值之间相差较大；(3)动力学参数的校准方法一般都是直接校准指前因子和活化能，如果反应数量多，就会导致需要校准的动力学参数很多，导致难以求解或求解时间长；(4)对于反应器的模拟，大部分模型只专注校准动力学获得产品组成的准确度，却未综合考虑反应器的温降、压降以及热效率等；(5)开发出的模型并不能应用到工业装置上，同时扩展到其他装置上也会有很大的局限性；(6)大部分模型只能进行预测，并不具备优化功能，而对于具备优化功能的模型，其也只能用于离线优化，并不能用于在线的实时优化。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种加氢裂化反应建模方法，能够准确地模拟加氢裂化反应部分，能够用于加氢裂化装置的全流程模拟以及离线分析或在线实时优化。

本发明的目的之二在于提供一种加氢裂化反应模型。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种加氢裂化反应建模方法，包括以下步骤：

基于集总理论，将反应物料划分为107个集总组分；

结合集总组分的划分，建立加氢裂化反应网络；

根据加氢裂化反应网络，建立加氢裂化反应模型；

对加氢裂化反应模型进行活性校准。

进一步的，所述107个集总组分包括：

烷烃：24个，包括C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C14、C18、C26以及C47，其中C4、C5、C6、C7以及C8分为正构和异构，C1、C2、C3、C9、C10、C14、C18、C26以及C47为正构；