乙烯裂解動力學(xué)優(yōu)化建模與應(yīng)用研究.pdf

1、材料、能源、汽車等衍生產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促進了對化工產(chǎn)業(yè)基石物質(zhì)——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(shù)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(yīng)動力學(xué)模型與工藝模型的建立，前者是建模的重點。從上世紀(jì)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(yīng)模型，以1985年Kumar模型的應(yīng)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(yīng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)獨立于進料油品，一次反應(yīng)的產(chǎn)物選擇性系數(shù)及動力學(xué)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(zhì)影響很大，又對產(chǎn)物收率影響重大。
　　 本文著眼于Kumar模型的應(yīng)用拓展，應(yīng)用混沌優(yōu)化算法來調(diào)整動力學(xué)模型的參數(shù)，該方法不僅結(jié)構(gòu)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(yīng)式的原子守恒關(guān)系與產(chǎn)物收率誤差最小化的雙重目標(biāo)，并考慮了動力學(xué)參數(shù)，即反應(yīng)活化能與

3、頻率因子的微小調(diào)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(jié)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(diào)整參數(shù)來實現(xiàn)相對準(zhǔn)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