轻柴油裂解制乙烯工艺流程模拟与优化

作     者：黄木军 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王健红

授予年度：2015年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：流程模拟 乙烯 轻柴油 裂解炉 动态仿真 

摘      要：乙烯是最主要有机化工原料之一,乙烯的生产效益是国民经济的重要构成。目前世界上几乎都采用管式裂解炉来制备乙烯,而且裂解原料具有多样化、重质化的趋势。本文利用化工系统工程的流程模拟技术,通过建立热力学模型和设备模型对轻柴油裂解制乙烯的工艺流程进行模拟,为实际生产装置的操作和优化提供理论指导。具体的研究工作如下：第一,利用实组分切割技术,对轻柴油馏分进行组成分析,选择出一套实组分有效地拟合了轻柴油馏分及其副产物馏分的蒸馏数据。为轻柴油裂解炉动力学模型的建立做准备。第二,在充分了解烃类裂解规律的基础上,沿用王宗祥分子反应模型的建模方法建立了轻柴油裂解一次反应和二次反应的反应网络,为深入研究裂解反应的内在机理奠定基础。进而对裂解工艺整个流程进行稳态模拟。第三,在稳态流程模拟的基础上,对关键设备裂解炉进行实时的动态仿真。通过动态仿真寻找裂解炉的最优工艺条件。第四,对裂解炉的出口温度、停留时间、稀释蒸汽比等因素与乙烯收率之间的关系进行探索,得出了乙烯收率最大化的工艺条件。最后还对主要产品塔乙烯精馏塔和丙烯精馏塔的进料板位置、回流比进行优化。