催化裂化装置动态机理模型：IV.模型求解与仿真软件平台

在对提升管反应器和烧焦罐分布参数模型进行空间离散化处理后，采用变步长Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法对常微分方程集中参数模型进行了数值积分，即仿真，为了在仿真过程中随时观察到仿真叶间结果，改变输入变量和调整控制参数等，以ＶｉｓｕａｌＣ＋＋面向对象开发工具开发了微机上应用的Ｗｉｎｄｏｗｓ工作平台ＨＥＲＳ，界面友好，使用方便。     

催化裂化装置动态机理模型 Ⅰ.反应器部分

建立了前置烧焦罐式高效再生器催化裂化装置的提升管反应器和汽提段的动态数学模型。反应动力学采用“原料油－柴油－汽油－气体－焦炭”五集总模型。动力学模型中原料油、柴油及汽油裂化反应的反应热分别由各集总的燃烧热估算。原料油性质对反应动力学的影响分别从新鲜原料油重芳烃含量和回炼比两方面考虑。     

催化裂化装置动态机理模型

建立了前置烧焦罐式高效再生器催化装置的提升管反应器和汽提段的动态数学模型。反应动力学采用“原料油－柴油－汽油－焦炭”五集总模型，动力学模型中原料油、柴油及汽油裂化反应的反应热分别由各集总的燃烧热估算，原料油性质对反应动力学的影响分别从新鲜原料油重芳烃量和回炼比两方面考虑。     

催化裂化过程动态模型及仿真：Ⅱ.过程动态仿真

本文根据“催化裂化过程动态模型及仿真（Ｉ）－过程动态模型”一文中建立的九阶状态空间模型对催化裂化运态过程实施仿真分析。文中首先引用复杂系统分解的结构化技术把催化裂化过程动态仿真系统分解成一系列简单的子系统，由此确立催化裂化过程动态仿真模型的模块层次结构并阐述一些主要功能模块其相应模型的构造。文中仿真算法选择四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法。仿真曲线的渐近收敛性表明仿真结果是令人满意的，从而表明所开发     

催化裂化装置反应再生系统动态过程模型的建立与仿真

建立了适合提升管式催化裂化装置（FCCU）反应再生系统的动态过程模型，数字仿真结果表明，所建模型正确地反映了系统的动态特性。对此模型进行了合理的简化，得到了易于应用的简化模型。简化模型较好地保留了工作点附近的系统特性。应用实例表明，简化模型可以用于过程控制系统的仿真研究。     

催化裂化过程动态模型及仿真──Ⅰ．过程动态模型

催化裂化过程动态仿真系统的开发是实施过程行为分析、过程控制和优化的关键。基于物料衡算、热量衡算和反应动力学建立的催化裂化过程动态模型是具有非线性、分布参数的模型形式。虽然一组偏微分方程可为系统的动态行为提供严格的数学描述，但这种模型结构并不适宜于系统的动态特性分析，故采用对空间离散化的分段处理方法把模型转化为非线性的集中参数模型。为便于过程的仿真研究，应用现代控制论中的状态空间法把非线性模型线性化以得到催化裂化这一高维、非线性、强耦合、时变、分布参数，且带有时延和不确定性过程的简化的九阶状态空间模型。     

催化裂化装置动态机理模型 Ⅱ.再生器部分

建立了前置烧焦罐式高效再生器动态机理模型。烧焦罐再生段采用轴向扩散模型，包括催化剂上碳含量、氢含量和再生温度动态分布参数方程、气体中氧含量拟稳态分布参数方程和催化剂藏量动态方程。二密相床气速低，采用气固全返混模型，并考虑了气体外扩散对烧碳速率的影响。二密相床数学模型包括再生剂碳含量和催化剂藏量的动态集中参数方程和烟气中氧含量的拟稳态代数方程。     

催化裂化装置动态机理模型的应用：反应控制策略分析

应用催化裂化装置支柱机理模型及其仿真软件平台,对反应温度和反应热两种反应控制策略进行了分析比较。在反应压力控制回路片地开环的情况下,反应温度控制时系统不稳定,而采用反应热控制时系统则是稳定的。反应压力闭环控制后,从控制器给定值改变后各变量的动态响应来看,反应温度控制时系统动态变化时间较长,各变量变化幅度较大,而采用反应热控制时系统动态变化时间短,各变量变化幅度也较小。     

催化裂化装置动态机理模型：II.再生器部分

建立了前置烧焦罐式高效再生器动态机理模型。烧焦罐再生段采用轴向扩散模型，包括催化剂上碳含量、氢含量和再生温度动态分布参数方程、气体中氧含量拟稳态分布参数方程和催化剂藏量动态方程。二密相床气速低，采用气固全返混模型，并考察了气体外扩散对烧碳速率的影响。二密相床数学模型包括再生剂碳含量和催化剂藏量的动态集中参数方程和烟气中氧含量的拟稳态代数方程。     

催化裂化装置动态模型的建立

根据催化裂化反应动力学、物料衡算和能量衡算建立了催化裂化装置反应器-再生系统的五集总机理模型,并对所得的非线性集中模型进行参数估计和线性化处理。在此基础上,运用Visual C++ 6.0开发出此装置的动态模型计算软件。该软件界面直观,输入数据方便,并实现了与Excel报表的数据通讯,以曲线形式给出主要参数的变化趋势,为常规控制算法和先进控制算法的实施构建了1个较好的平台。     

ROCC-Ⅳ型渣油催化裂化装置的运行及其改进

介绍了国内新开发适于加工劣质原料的茂名石油化工公司1.2Mt/a的ROCC-Ⅳ型渣油催化裂化装置的设计特点、运行情况及其改进措施。三年多的运行情况表明反再系统流化平稳、调节灵活,催化剂再生效果好,三器热平衡调节灵活,国内首台最大的新型气控外取热器运行良好,原料质量差而轻质油收率较高。通过改进三器压力、第二再生器藏量及第一再生器、第二再生器主风风量的控制方案后,三器控制更加灵活简便。实施再生立管流化、闷床、清洁生产工艺、新型气控外取热器恢复流化取热特别是解决沉降器内结焦的改进技术后,效果良好。     

催化裂化装置动态机理模型的应用：原料处理量对过程动态？…

应用前置烧焦罐式高效再生器催化裂化装置动态机理数学模型及其仿真软件平台，考察了原料处理量对反应－再生系统过程动态及其稳定性的影响。在汽提段和二密相床催剂藏量闭环控制的前提下，沉降器压力和反应温度只有均被控制或均不被控制时反应－再生系统才是稳定的，否则不稳定。     

流化催化裂化装置动态模型的建立及仿真软件的开发

根据催化裂化反应动力学、物料衡算和能量衡算建立了催化裂化装置反应器-再生系统的五集总机理模型,并对所得的非线性集中模型进行参数估计和线性化处理。在此基础上,运用Visual C++ 6.0开发出此装置的动态模型计算软件。该软件界面直观,输入数据方便,并实现了与Excel报表的数据通讯,以曲线形式给出主要参数的变化趋势,为常规控制算法和先进控制算法的实施构建了1个较好的平台。     

催化裂化装置动态机理模型：Ⅲ.催化剂流动和压力系统

由催化剂运动线路和压力平衡导出动态机理模型，必须事先确定待生，再生催化剂和二密相床至烧焦罐的内循环速率的表达式。根据气体状态方程和容器物料平衡，得到了沉降器、分馏塔顶油气分离罐和再生器顶等部分的压力动态响应方程。     

在线仿真系统在催化裂化装置上的应用

介绍新开发的催化裂化装置在线仿真系统的硬件结构、仿真模型技术及功能。该系统由于采用了催化裂化反应—再生系统半(?)理模型以及硬件与装置DOS上位联网,直接读取装置实时数据作为仿真运算初值的配置方案、具有实时准确的优点,既可用于操作培训,又可用于生产预测。     

重油催化裂化反应历程数值模拟Ⅰ.模型建立及流体力学性能模拟

在气、固两相流体动力学模型的基础上，采用基于机理反应的14集总模型，考虑了反应温度、局部固体浓度变化以及流动对重油催化裂化反应的影响，建立了重油催化裂化流动-反应耦合模型；采用该模型计算了提升管反应器内气、固两相流动形态。结果表明．提升管内气、固两相沿轴向、径向和切线方向的流动不均匀，并非完全对称流动，而以S型螺旋形上升流动。受喷嘴区高速射流的影响，喷嘴上方固体颗粒呈向下流动趋势，形成一个诱导回流区域。     

先进控制技术在重油催化裂化装置的应用

介绍了由浙江中控软件技术有限公司和镇海炼油化工股份公司(镇海炼化)共同开发的重油催化裂化装置先进控制系统,以及该系统在镇海炼化的工业应用情况.详细阐述了该控制系统的控制策略.工业实践表明,模型和控制策略的综合应用明显地改善了先进控制系统的适应性.先进控制系统的应用明显提高了装置的操作平稳率和产品质量的稳定性,提高了装置的掺渣率,经济效益显著.     

蜡油催化裂化装置流化问题探讨

通过对广州分公蜡油催化裂化装置流化异常现象分析,从流化理论的基本概念着手,分析了产生流化失常的原因,并提出了解决措施：调节再生催化剂筛分组成,保持催化剂中粒径在40μm以下的细粉含量在10％左右,适当提高主风量,调整脱气罐的松动点和松动风量,增加待生线路推动力等。     

催化裂化装置动态机理模型的应用——原料处理量对过程动态和稳定性的影响

应用前置烧焦罐式高效再生器催化裂化装置动态机理数学模型及其仿真软件平台, 考察了原料处理量对反应－再生系统过程动态及其稳定性的影响。在汽提段和二密相床催化剂藏量闭环控制的前提下, 沉降器压力和反应温度只有均被控制或均不被控制时反应－再生系统才是稳定的, 否则不稳定。再生器压力、沉降器压力和提升管反应器出口温度均被控制, 原料处理量提高后, 气体、汽油和焦炭产率均下降。因此, 应适当提高反应温度给定值, 以改善产品分布。原料处理量的变化对再生烧焦效果有一定的影响。