水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究

水煤浆气化炉在操作参数大幅变化的异常工况下运行时,气化炉温度大幅波动,合成气中可能含有氧气,不利于工厂安全稳定运行。基于气化炉流场分布,在Unisim Hysys软件中建立了水煤浆气化炉的反应器网络模型,以此为基础开发了气化炉的动态模型,研究了煤浆流量和煤浆浓度大幅降低两种异常工况下,气化炉出口合成气温度和组成的动态响应过程。研究结果表明:当煤浆流量降低30%(wt)以上时,气化炉温度超过2000℃,同时合成气中氧气含量不断升高;当煤浆浓度降低到35%(wt)时,合成气中氧气含量达到0.2%(v)左右。实际生产过程中应尽量避免煤浆流量和煤浆浓度的大幅变化。

催化裂化分馏塔动态仿真数学模型和算法

将催化裂化液相产物按集总虚拟组分处理,建立了逐板动态数学模型,采用有效、简便的动态仿真计算策略,开发了通用动态仿真软件包.得到各种过渡过程中每层塔板上温度、压强、气液相组成和负荷以及产品流量和组成的响应历程,并给出各层塔板上操作点的动态响应轨迹及其在适宜操作区的位置.

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。

催化裂化反再系统动态建模与仿真研究

催化裂化是以重油为原料,反应生成轻质油产品的一项重要炼油工艺。针对并列式双器两段再生新工艺,建立了反应再生系统的动态机理数学模型,由5集总反应动力学模型和并列式双器两段再生器模型构成。采用Marquardt改进算法进行动态模型参数估计,利用4阶Runge-Kutta法对模型求解,得到了各集总组分分布图及主要变量稳态值。仿真结果表明,该模型具有较高的精度,为反应再生系统的先进控制和操作优化提供了支持。

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动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，从而表明所开发的催化裂化过程动态仿真系统是合理的、有效的。

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。

催化裂化分馏塔动态机理模型与仿真研究

首先经严格的机理分析给出分馏塔逐板计算的模型,然后采用房室法、虚拟组分法将模型简化.最后对所建立的机理模型进行求解仿真,并给出了仿真结果,通过仿真验证了模型的准确性.

催化裂化装置的动态模拟与操作分析

催化裂化装置的动态模拟和操作分析是优化操作和先进控制的基础。在强调催化裂化动态机理模型的优点后，对二级裂化反应转化率经验模型和集总反应动力学模型两大类动力学模型、再生过程中烧碳、烧氢动力学模型、床层再生器流化模型、快速床再生器流化模型和反应器 再生器动态数学模型进行了详细的评述，并指出运用动态机理模型对装置操作进行分析，特别是装置稳定性分析可以为催化裂化装置的设计。

催化裂化装置仿真器的开发

根据流化催化裂化装置开工、停工和生产操作动态数学模型,开发了既可用于培训、也可用于研究的催化裂化仿真器。其硬件包括个人微机、接口、模拟仪表盘和教员操作台。运用这种仿真器对操作工进行技术培训、能摸拟装置的开工、停工、生产操作调节、干扰调节及事故处理等过程,并可对催化裂化装置的操作性能、控制方法和优化等进行考察研究。这种仿真器具有较低的价格/性能值。

催化裂化反应器异常工况的动态模拟

建立了石油催化裂化(FCCU)装置反应器的动态数学模型。反应动力学采用五集总模型,模型中原料油、柴油、汽油、气体和焦炭由性质相似的烃类代替。建立仿真系统模拟了正常工况,并研究了两种异常工况对原料预热温度的影响,这两种异常工况分别从原油带水、含烃两方面考虑,通过原料预热温度的变化情况查找出原油的带水量或含烃量。结果表明:该动态模拟系统可以较好和较为准确地模拟催化裂化反应器的异常工况。

重油催化裂化反──再单元仿真建模

提出了一个用于描述流化催化裂化单元提升管反应器、沉降器及再生器动态行为的计算机仿真模型。该模型由一组微分方程组成，通过合理的简化，已被成功地应用于九江炼油厂１００万吨／年重油催化裂化装置的仿真培训软件中。

重油催化裂化装置全流程动态仿真培训系统

应用机理分析，开发了重油催化裂化装置反应再生系统非线性状态空间模型，它包括了不完全再生过程特性的描述；运用非平衡级原理，直接计算塔器内部汽液两相传质、传热，建立了主分馏塔的动态数学模型；开发了计算机之间的内存数据直接通讯技术，提高了通讯速度；研制了２００万吨／年重油催化裂化装置全流程多模型ＤＣＳ动态仿真培训系统。