乙烯裂解動力學優(yōu)化建模與應用研究.pdf

1、材料、能源、汽車等衍生產業(yè)的快速發(fā)展，促進了對化工產業(yè)基石物質——乙烯需求的增長。在乙烯制取中，蒸汽熱裂解法是最成熟、最廣泛采用的技術之一，以管式裂解爐為裝置，可裂解氣態(tài)液態(tài)原料。
　　 對原料裂解制乙烯過程進行模擬，包括反應動力學模型與工藝模型的建立，前者是建模的重點。從上世紀始有大批的研究，對成果中兼具精度與易操作性的分子反應模型，以1985年Kumar模型的應用效果最好。根據(jù)Kumar與Kunzru的實驗分析，模型中的二次

2、反應結構及參數(shù)獨立于進料油品，一次反應的產物選擇性系數(shù)及動力學參數(shù)均需依照組成不同的油品進行優(yōu)化，尤其是前者，受油品性質影響很大，又對產物收率影響重大。
　　 本文著眼于Kumar模型的應用拓展，應用混沌優(yōu)化算法來調整動力學模型的參數(shù)，該方法不僅結構簡單、編程較容易實現(xiàn)、收斂速度較快，且建模精度較高。同時通過對19種石腦油的建模實驗，實現(xiàn)了一次反應式的原子守恒關系與產物收率誤差最小化的雙重目標，并考慮了動力學參數(shù)，即反應活化能與

3、頻率因子的微小調整。
　　 將二次規(guī)劃-混沌粒子群綜合算法用于模型參數(shù)的優(yōu)化，同樣取得了較理想的結果。此綜合算法將粒子群算法用于參數(shù)的全局搜索，二次規(guī)劃用于局部搜索，加入混沌映射，保證了粒子的多樣性，避免算法陷入局部最小值?；煦缌Ｗ尤号c混沌優(yōu)化算法各具優(yōu)勢，均可用于調整參數(shù)來實現(xiàn)相對準確的乙烯裂解機理建模，使Kumar模型可拓展到不同的石腦油進料。
　　 最后，開發(fā)了裂解建模軟件，具有操作便利、直觀形象、拓展性較好等優(yōu)點