一种通用石油物系蒸馏塔稳态模型的开发平台

摘要

石油物系蒸馏塔是指石油炼化工业中广泛存在的复杂精馏塔，其复杂性体现在其结构和处理的物料上。基于这一特点，本文提出并建立了一个通用性的石油物系蒸馏塔的稳态机理模型的开发平台，以方便这类工艺流程的稳态模拟，并大大减少了此类模型的开发时间。
　　 平台可对大多数石油物系进行特征化计算，这些石油物系具有能够用实沸点蒸馏曲线评价的特点。对于不同结构的石油物系蒸馏塔，平台可根据其结构参数和操作条件形成一个关于塔板的特征矩阵，基于这一矩阵通过一系列的算法列写出相应结构蒸馏塔的物料平衡、相平衡、组分平衡和焓平衡方程，并利用matlab中的fsolve函数完成相应的迭代计算。在模型的迭代计算中引入了分子量的校正方法，提高了模型的精确性。
　　 论文中将平台成功应用于原油常压塔、减压塔以及催化裂化分馏塔，研究结果经过参数校正后如实地反映了各蒸馏塔的工艺流程，证明了平台对不同石油物系蒸馏塔稳态模拟的通用性和有效性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文研究的目的及意义

1.2文献综述

1.3论文各部分的主要内容

第二章石油物系的特征化模型

2.1石油物系实沸点蒸馏曲线的拟合

2.1.1窄馏分分布的建立

2.1.2重质油部分窄馏分分布的拟合

2.2石油物系的假组分划分

2.3石油物系假组分的物性

2.3.1假组分的分子量和液体比容

2.3.2假组分的热力学性质

2.4不凝气、水以及液态轻烃的特征化

2.5混合物的性质

2.5.1混合物的液体体积

2.5.2混合物的气体体积

2.5.3混合物的热性质

2.5.4混合物的汽液相平衡模型

2.6本章小结

第三章蒸馏塔模型开发平台的构成

3.1蒸馏塔操作参数的输入模块

3.1.1用户输入矩阵

3.1.2塔板特征矩阵

3.2塔顶冷凝-回流系统模型

3.2.1塔顶全凝系统模型

3.2.2塔顶部分冷凝系统模型

3.3典型塔板模型

3.4塔底模型

3.5汽提塔塔板模型

3.6本章小结

第四章蒸馏塔通用模型的生成和求解

4.1赋初值的算法

4.2利用输入矩阵和塔板特征矩阵建立通用的平衡方程组

4.2.1总的物流平衡方程的生成

4.2.2各理论板组分物料平衡方程的生成

4.2.3各理论板焓平衡方程的生成

4.3迭代求解步骤

4.4本章小结

第五章平台在催化裂化分馏塔中的应用

5.1催化裂化分馏塔的工艺流程

5.2反应油气的特征化

5.3催化裂化分馏塔的稳态模拟结果

5.4模型部分参数的灵敏度分析

5.5本章小结

第六章平台在常减压装置中的应用

6.1初馏塔、常压塔的工艺流程

6.2原油的特征化

6.3初馏塔和常压塔的稳念模拟结果

6.4模型参数校正

6.5本章小结

第七章结论及工作展望

7.1结论

7.2工作展望

参考文献

致谢

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