[發明專利]一種催化重整反應建模方法

在審

• 申請號: 202011277262.4
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112530524A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 彭偉鋒;張華云;謝六磊;張赟;李浩揚;吳玉成
• 申請（專利權）人: 浙江中控技術股份有限公司;浙江中控軟件技術有限公司
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10;C10G35/04
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發明涉及石油煉制領域，尤其涉及一種催化重整反應建模方法，包括：基于集總理論，將反應物料劃分為58個集總組分；結合集總組分的劃分，建立催化重整反應網絡；根據催化重整反應網絡，建立催化重整反應模型；對催化重整反應模型中的參數進行校準。本發明的有益效果：基于58個集總組分，301個動力學方程建立的催化重整反應模型，提出了氫解反應、聚合反應和結焦反應的動力學建模方式；對動力學參數的校準過程進行分類處理，將需要校準的參數有原來的652個簡化為幾十個，在不影響模型精度的前提下，大大降低了模型的求解難度，提高了計算速度。

技術領域

本發明涉及石油煉制領域，尤其涉及一種催化重整反應建模方法。

背景技術

催化重整(Catalytic Reforming)是石油煉制主要過程之一。它是在一定溫度、壓力、臨氫和催化劑存在的條件下，使石腦油轉變成富含芳烴的重整生成油，并副產氫氣的過程。催化重整過程的主要目的是生產高辛烷值汽油或芳烴。當生產高辛烷值汽油時，進料為寬餾分，沸點范圍一般采用80～180℃餾分。當生產芳烴時，進料為窄餾分，沸點范圍一般采用60～145℃餾分或60～165℃。

催化重整反應部分是整個工藝過程中的核心操作單元，反應器的設計與操作條件的選擇直接影響著產品的產率與質量。催化重整過程的主要化學反應有：六元環烷烴脫氫、五元環烷烴異構脫氫、鏈烷烴脫氫環化、直鏈烷烴異構化、烴類的氫解和加氫裂化、脫甲基、芳烴脫烷基和積炭反應等。僅通過氣相色譜儀就能分析出的催化重整反應組分已多達300種以上，而且各組分間的耦聯性強，使得整個反應體系由許多的平行、連串、可逆和不可逆等反應組合成一個復雜的反應網絡。故催化重整反應屬于復雜反應體系。

20世紀50年代以來，基于集總理論構建的催化重整反應模型已經得到了廣泛應用，各大石油公司和科研機構在綜合權衡研究和工業應用的需求后，研究開發了各種不同的催化重整集總反應動力學模型，集總數量從早期的4集總發展到38集總86個反應。這些集總反應動力學模型可被用作描述總轉化率、產物收率、過程的熱效率等，還有的可被用作預測產品的質量、尋求最佳生產和操作條件等。

現有大部分模型集總組分的劃分導致模型的通用性不強，另外參數校準方法不是很合理，使得校準過程難以求解或求解時間長。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種催化重整反應建模方法。

一種催化重整反應建模方法，包括：

基于集總理論，將反應物料劃分為58個集總組分；

結合集總組分的劃分，建立催化重整反應網絡；

根據催化重整反應網絡，建立催化重整反應模型；

對催化重整反應模型中的參數進行校準。

優選的，所述58個集總組分包括：

烷烴：27個，從C1到C14，C12、C13、C14不區分正構和異構，C6、C7、C8烷烴分為正構、單支鏈和多支鏈異構，C4、C5、C9、C10、C11分為正構和異構；

環烷烴：16個，從C5到C14，C5只有五元環烷烴，C6～C11分為五元環烷烴和六元環烷烴，C12、C13、C14只用環烷烴表示；

芳烴：13個，從C6到C14，C8芳烴又分為乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯；

焦碳：COKE，表示由結焦反應生成的焦碳，附著在催化劑上；

氫氣：H₂。

優選的，所述催化重整反應網絡包括301個動力學反應，其中包括9個異構化反應、26個環化反應、6個擴環反應、9個脫氫反應、59個氫解反應、35個環烷烴脫烷基反應、79個加氫裂化反應、36個芳烴脫烷基反應、6個聚合反應及36個結焦反應。