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《华东理工大学》 2012年
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结构导向集总新方法构建延迟焦化动力学模型及其应用研究

田立达  
【摘要】:对延迟焦化工艺进行优化是应对原油重质化、劣质化,提高重质油加工水平的重要方法。采用计算机集总动力学模型进行工艺优化方便可靠,是工艺优化的有效途径。结构导向集总新方法以新的理念实现分子尺度的集总。用其构建动力学模型将提升模型的适用性和实用性。 论文首先对延迟焦化原料油分子组成进行了模拟。在对原有结构向量进行适当修改的基础上,提出了代表延迟焦化原料油分子组成的92种单核种子分子和46种多核种子分子,共7004种分子集总。结合分子集总数据库和优化算法,论文确定了模拟计算重质油分子组成的新方法。该方法较好反映了重质油分子集总组成和含量。由此计算得到的重质油宏观性质和实际值接近。 其次,论文采用92条反应规则描述延迟焦化反应行为,利用计算机软件和回归算法理论计算反应速率常数,以求解动力学微分方程组的形式构建了一个延迟焦化结构导向集总模型,并编写了该模型的工艺包和用户操作界面。该模型能较好反映焦化过程的真实分子反应行为,具有较好原料适应性和产物分布预测功能。为确保模型验证和后续计算的合理性,论文对DVS-JHJL-1130型延迟焦化实验室小试装置进行了可靠性验证。通过小试试验数据和中石化高桥分公司二套焦化装置的工业统计数据比对,证实了该小试试验装置的可靠性。在此基础上,论文利用该小试装置数据和工业统计数据验证了所建立模型在不同条件下对不同原料的预测准确性。结果表明,模型预测结果和小试试验结果以及工业统计数据均吻合良好,相对误差不超过10%。 随后,论文利用所建立的模型分析了原料性质对延迟焦化液体产物收率的影响,并进行了延迟焦化原料组成调优。在480℃,0.15MPa,0.3循环比条件下,论文对不同原料渣油相互掺炼进行了结构导向集总模型计算和小试试验。比对结果表明:工业操作条件下,2#和4#原料渣油按7:3(质量)掺炼,液体产物收率相比两种原料渣油单独焦化之和提高1.22%。 接着,论文利用所建立的模型考察了回收废道路沥青作为延迟焦化原料的可能性。结果表明:回收废道路沥青含有饱和分和芳香分,而且其中胶质沥青质具有可发生裂解反应的大长链,可以作为延迟焦化掺炼原料。但是其直接焦化的生焦率高达70%,易堵,难以满足延迟焦化工艺要求,因而需要和渣油掺炼。通过结构导向集总模型计算渣油掺炼回收废道路沥青共焦化的结果后发现:焦化液体产物收率随着掺入量的增加而减少,气体和焦炭收率增大;焦炭收率随着共焦化反应温度和反应时间的提升而下降,气体和液体收率上升。为避免装置堵塞和操作安全,论文认为利用延迟焦化实验室小试装置开展渣油掺炼回收废道路沥青共焦化实验时,回收废沥青掺入量的上限是20%(质量),共焦化反应温度和反应时间也需要进行一定控制。 最后,论文在470℃,0.15MPa,零循环比条件下利用实验室小试装置开展了渣油掺炼回收废道路沥青共焦化实验。回收废道路沥青采用旋转薄膜烘箱试验法模拟,掺入量为20%。渣油选用4#原料渣油。比较掺炼前后的产物分布发现:和全渣油结果乘以80%的数据相比,掺炼后增产气体2.3%,增产液体2.91%,增产焦炭14.79%。经济效益估算表明,掺炼废沥青共焦化有利于环境保护和经济效益。掺炼产物中,焦化气体烯烃含量增加。焦化汽柴油性质和掺炼前相近。焦化蜡油和石油焦的品质有所下降。焦化蜡油中重组分、残炭、硫、氮和金属含量增多。石油焦灰分和硫含量增加。掺炼后的焦化蜡油仍符合催化裂化进料标准,掺炼后石油焦从三A级变为三B级,但仍能作为燃料处理。这既拓宽了延迟焦化原料,又为回收废道路沥青如何合理利用开辟了一条值得尝试的新途径。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TE624.32

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 景彦平;关于沥青物态结构的研究[J];重庆交通学院学报;2005年05期
2 聂鹏,杨彦海,李迎;利用添加剂改善沈大路旧沥青性质的研究[J];东北公路;2001年01期
3 李建才;沥青回收与再生[J];东北公路;2001年03期
4 张立柱;张运涛;何凤华;;沥青混凝土路面冷再生技术及其应用[J];公路;2006年10期
5 王雪松;袁志祥;尹鲁江;王安杰;;延迟焦化工艺的技术进展[J];工业催化;2006年04期
6 刘方涛;;延迟焦化技术的现状及展望[J];广州化工;2010年01期
7 韩东太,宋正昶,徐涛;循环流化床锅炉燃烧石油焦的可行性试验[J];华东电力;2003年08期
8 马法书,袁志涛,翁惠新;分子尺度的复杂反应体系动力学模拟(Ⅰ) 原料分子的Monte Carlo模拟[J];化工学报;2003年11期
9 马法书,袁志涛,翁惠新;分子尺度的复杂反应体系动力学模拟(Ⅱ) DCC-Ⅰ反应动力学模型的建立[J];化工学报;2003年11期
10 侯卫锋;苏宏业;胡永有;褚健;;催化重整集总动力学模型的建立及其在线应用[J];化工学报;2006年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄煜镔;吕伟民;汪宏涛;;沥青路面冷再生技术的现状及其发展[J];四川建筑科学研究;2007年04期
2 谢淮宁;;基于MC随机有限元法高层钢框架结构抗风可靠性分析[J];四川建筑科学研究;2010年06期
3 臧忠涛;;加氢裂化装置氢气泄漏的防范对策[J];安防科技;2008年09期
4 陈义兵;;再生沥青混合料配合比设计技术[J];安徽建筑;2007年05期
5 徐邑生;;RFCC油浆作焦化原料的试验比较[J];安庆科技;2004年01期
6 方建瑞;许文达;谢秀栋;;基于FEM-ANN-MCS法的边坡工程可靠度分析[J];地下空间与工程学报;2006年04期
7 陈顺祥;沈志辉;李克;;一种分析SRM纤维缠绕结构可靠性的方法研究[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
8 冯德成;翁春生;白桥栋;韦伟;;初始空隙率随机变化对弹道性能影响的数值模拟[J];火炸药学报;2006年01期
9 刘新羽,程受浩,施聚生;近炸引信雨场干扰过程的Monte Carlo模拟[J];兵工学报;1993年S1期
10 李在庭,方再根,何遵文,孙一兰,林孔建;无线电近炸引信空中目标的建模和分析[J];兵工学报;1995年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘海龙;;加氢裂化尾油做润滑油加氢原料的研究[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
2 朱先升;;140×10~4 t/a加氢裂化装置循环氢控制分析[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
3 李东海;纪瀛皇;李明大;刘京宫;;一类分布参数系统的PID控制器设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
5 姜言泉;荆玉才;;厂拌与现场热再生技术在高速公路沥青路面维修中的应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
6 刘朝晖;褚晨枫;张起森;;沥青路面厂拌热再生技术与设备[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
7 刘名扬;欧阳昌俊;邬蓓蕾;陈会明;;俄罗斯、哈萨克斯坦进口原油中硫化氢、甲基硫醇和乙基硫醇测定标准的研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
8 唐笑慧;富立;范耀祖;;基于蒙特卡洛方法的惯性元件误差模型分析[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
9 傅永胜;蒋爵光;李秉生;;岩石边坡破坏概率研究[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
10 郭建华;;高压空冷器若干技术问题探讨[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
2 周红军;芳烃型连续重整集总反应动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
3 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
4 陈霄;DNA遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
5 周猛飞;延迟焦化工业过程先进控制与性能评估[D];浙江大学;2010年
6 曾岩;非高斯随机激励下非线性系统的随机平均法[D];浙江大学;2010年
7 吴文静;基于时空约束的出行目的地选择行为建模与仿真[D];吉林大学;2011年
8 王瑞宝;汽车线束寄生参数和串扰预测研究[D];吉林大学;2011年
9 魏领会;数控机床可用性耦合建模及影响度分析[D];吉林大学;2011年
10 杨卫红;城市电网规划风险评价模型及风险规避方法研究[D];华北电力大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩福冬;再生混凝土基本力学性能的数理统计分析和可靠度研究[D];山东科技大学;2010年
2 黄钢;水利建设工程投标报价风险研究[D];山东农业大学;2010年
3 李东起;基于VxWorks的水下目标探测跟踪研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李炎炎;就地热再生PE改性沥青混合料性能研究[D];长沙理工大学;2010年
5 王俊涛;风险分析理论在圆葱加工项目的应用[D];中国海洋大学;2010年
6 陆蔺;超声波三维定位与跟踪系统的设计与实现[D];苏州大学;2010年
7 刘文静;粒子滤波关键技术及其应用研究[D];河南理工大学;2010年
8 孙朗伟;基于Black-Scholes推广模型对我国股本认购权证定价的研究[D];南京财经大学;2010年
9 王寿钦;基于蒙特卡洛建模仿真的广州地铁三号线列车发车时间间隔研究[D];华南理工大学;2011年
10 宋淳江;基于设计结构矩阵的复杂产品系统伙伴选择研究[D];浙江大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟国利,廖晓东;世界钛白粉生产技术及市场发展状况[J];安徽化工;2001年04期
2 任雁秋,李义科,贺友多,高仲龙,温治;加热炉热过程数学模型方法[J];包头钢铁学院学报;1999年04期
3 陈正国,朱申敏,程时远;分子模拟方法及在高聚物中的应用[J];材料导报;1997年06期
4 Mominou Nchare;;Increasing Liquid Yield and Diesel Fraction in Delayed Coking Process: Mechanism of Liquid Formation[J];China Petroleum Processing & Petrochemical Technology;2007年03期
5 宋春财,亓玉台,谢传欣,李会鹏,秦树仁;延迟焦化工艺及其发展趋势[J];抚顺石油学院学报;2000年03期
6 朱志良;;正确理解活化能和温度的关系[J];化学教育;1993年05期
7 王海燕,杜二鹏,刘真岩;沥青混凝土路面现场冷再生设计方法的探讨[J];公路;2004年06期
8 张立柱;张运涛;何凤华;;沥青混凝土路面冷再生技术及其应用[J];公路;2006年10期
9 韩学义;;旧沥青混凝土路面混合料冷再生技术的应用[J];公路;2007年09期
10 谢娟;范建华;伍石生;;沥青混凝土工厂热再生配合比设计及沥青再生剂研究[J];公路;2008年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 牟盛静;石化工业过程建模与优化若干问题研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨平;沥青路面厂拌热再生利用研究[D];长沙理工大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高燕;应用神经网络技术开发延迟焦化装置产品收率模型[J];齐鲁石油化工;2004年03期
2 方勇;沈本贤;梁朝林;刘纪昌;;响应面分析法优化掺炼乙烯裂解焦油的延迟焦化研究[J];石油炼制与化工;2009年08期
3 陈志勇;;有机固体废弃物延迟焦化实验研究[J];化工设备与管道;2010年04期
4 刘晓欣;催化裂化-延迟焦化组合工艺[J];石油炼制与化工;1998年11期
5 丁宗禹;程之光;谢继玄;;高液收延迟焦化工艺[J];石油炼制与化工;1988年08期
6 谢炳华;煤焦油软沥青为原料用延迟焦化法生产沥青焦[J];宝钢技术;1986年04期
7 胡传顺,韦达刚,秦华,陈志军,张淑娟;延迟焦化1 Cr5 Mo炉管使用状况分析[J];石油化工高等学校学报;2004年03期
8 王怀村;焦化立式加热炉全陶纤衬里[J];石油化工设备技术;1994年05期
9 蒋林时,张洪林,王祝敏,顾振楣;延迟焦化废水预处理技术研究[J];石油化工高等学校学报;1999年04期
10 刘建明;杨培志;曹祖宾;李丹东;赵德志;;中、低温煤焦油延迟焦化的工艺研究[J];燃料与化工;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 申海平;刘自宾;范启明;;延迟焦化技术进展[A];中国石油学会第六届石油炼制学术年会论文集[C];2010年
2 梁远峰;葛增艳;;延迟焦化中以水代汽进行大吹汽工艺改造的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
3 商丛丛;肖家治;;延迟焦化工艺研究现状[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年
4 刘小平;龙军;曾宿主;解增忠;;炼厂二氧化碳排放研究[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
5 梁宵;罗正鸿;王庆明;;物料衡算模型在延迟焦化中的应用(Ⅰ)[A];中国化工学会2008年石油化工学术年会暨北京化工研究院建院50周年学术报告会论文集[C];2008年
6 杨军卫;王兰娟;肖家治;杨朝合;;焦化原料起泡性能评价[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年
7 孟兆会;王晓丽;肖家治;袁志祥;肖梅;冯大勇;;焦化原料成焦性能预测[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年
8 陈峰;余力军;张新生;张四清;王黎联;;焦化加热炉扩能改造及长周期运行的措施[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
9 王晓丽;商丛丛;肖家治;;焦化原料热反应机理浅谈[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年
10 蔡明件;;可调循环比工艺在焦化扩能改造中的应用[A];苏、冀、皖、赣、鄂石油学会第22届学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 特约记者 王海青;延迟焦化技术为何备受青睐[N];中国化工报;2005年
2 车彦旭 记者 高学冬;肇东 100万吨延迟焦化项目一期投产[N];黑龙江日报;2010年
3 记者 吴万荣 黄敏清;广州石化140万吨延迟焦化开车成功[N];中国石化报;2010年
4 张兴刚;百万吨延迟焦化项目落户菏泽[N];中国化工报;2004年
5 记者 王巧然 特约记者 王丽 信明亮;中国石油首个延迟焦化技术协作组成立[N];中国石油报;2006年
6 记者 王志起;东北亚暨环渤海国际商务节在廊坊举行[N];秦皇岛日报;2007年
7 李建永;延迟焦化:依靠自主创新实现领先跨越[N];中国石化报;2005年
8 周军;洛阳石化油品质量“三步走”[N];中国化工报;2006年
9 本报记者 刘全昌;国产DCS用于大型石化装置获突破[N];中国化工报;2007年
10 特约记者 王海青 李红民;化工产业渐成东明经济支柱[N];中国化工报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 田立达;结构导向集总新方法构建延迟焦化动力学模型及其应用研究[D];华东理工大学;2012年
2 周猛飞;延迟焦化工业过程先进控制与性能评估[D];浙江大学;2010年
3 胡永庆;高酸原油直接催化裂化研究[D];中国石油大学;2011年
4 解从霞;改性介孔分子筛催化聚烯烃类废塑料裂解反应研究[D];大连理工大学;2009年
5 宋春财;农作物秸秆的热解及在水中的液化研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陆经纬;延迟焦化过程计算机稳态建模研究[D];浙江大学;2002年
2 卢山;延迟焦化装置的动态模拟[D];北京化工大学;2003年
3 史军;高温残渣油流动性研究[D];中国石油大学;2011年
4 吴洁;延迟焦化主分馏塔和吸收稳定系统的优化分析[D];华东理工大学;2013年
5 胡有元;延迟焦化主分馏塔的模拟与设计[D];中国石油大学;2010年
6 林祥钦;稠油渣油焦化成焦特性研究[D];中国石油大学;2011年
7 穆海涛;渣油加氢与延迟焦化加工路线的对比及技术分析[D];中国石油大学;2011年
8 蒋朝阳;延迟焦化装置—焦炭塔的安全分析与寿命评估[D];大连理工大学;2003年
9 陈建涛;克拉玛依超稠油供氢剂减黏-焦化组合工艺反应规律研究[D];中国石油大学;2010年
10 石雄伟;常温湿式氧化催化剂Fe_2O_3-CeO_2-TiO_2/γ-Al_2O_3的研制及其在延迟焦化废水处理中的应用[D];广西师范大学;2012年
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