一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115954060A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310030345.0(22)申请日2023.01.04(71)申请人广东辛孚科技有限公司地址510700广东省广州市黄埔区香雪八路98号F栋402房(72)发明人李锋何恺源(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师陈志明(51)Int.Cl.G16C20/10(2019.01)G06F30/25(2020.01)权利要求书3页说明书14页附图2页(54)发明名称一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法及装置(57)摘要本发明公开了一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法及装置，所述方法包括：根据预设规则在结构导向集总描述式中增加分子描述符，构建拓展结构导向集总描述式；基于拓展结构导向集总描述式构建裂解反应的反应分子库；当反应分子为第一预设碳数段时采用区分性描述，为第二预设碳数段时，对预设的分子类型进行区分性描述；根据裂解反应规律确定每一反应分子参与的化学反应类型和产物分子，建立反应网络；获取待分析油品并根据预设分子反演算法确定待分析油品包含的反应分子在反应网络中的浓度结果；基于预设公式和反应网络构建乙烯蒸汽裂解炉模型；乙烯蒸汽裂解炉模型包括炉管模型和炉膛模型。本申请方案可用于提高对乙烯蒸汽裂解装置的模拟分析精度。CN115954060ACN115954060A权利要求书1/3页1.一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法，其特征在于，包括：根据预设规则在结构导向集总描述式中增加分子描述符，构建拓展结构导向集总描述式；基于所述拓展结构导向集总描述式构建裂解反应的反应分子库；其中，当反应分子为第一预设碳数段时采用区分性描述，当所述反应分子为第二预设碳数段时，对预设的分子类型进行区分性描述；根据裂解反应规律确定每一所述反应分子参与的化学反应类型和产物分子，建立反应网络；获取待分析油品并根据预设分子反演算法确定所述待分析油品包含的各反应分子在所述反应网络中的浓度结果；基于预设衡算公式和所述反应网络构建乙烯蒸汽裂解炉模型；其中，所述乙烯蒸汽裂解炉模型包括炉管模型和炉膛模型。2.如权利要求1所述的一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法，其特征在于，所述根据预设规则在结构导向集总描述式中增加分子描述符，具体包括：在所述结构导向集总描述式中增加预设类型的分子描述符；其中，所述预设类型的分子描述符包括：表征分子结构上的支链位置的第一类分子描述符，表征支链碳数的第二类分子描述符和表征不饱和键位置的第三类分子描述符。3.如权利要求1所述的一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法，其特征在于，所述当反应分子为第一预设碳数段时采用区分性描述，当所述反应分子为第二预设碳数段时，对预设的分子类型进行区分性描述，具体包括：当所述反应分子为C2至C6的碳段数时，对所述反应分子进行区分性描述；当所述反应分子为C7及以上的碳段数时，选取预设类型的所述反应分子进行区分性描述，除所述预设类型外的所述反应分子进行集中性描述。4.如权利要求1所述的一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法，其特征在于，所述获取待分析油品并根据预设分子反演算法确定所述待分析油品包含的各反应分子在所述反应网络中的浓度结果，具体包括：将族组成作为划分标准对所述反应分子库中的每一反应分子进行分类；根据所述待分析油品确选取对应的参考油，并在预设约束条件下对所述参考油对应的反应分子浓度施加扰动，获取所述待分析油品包含的各反应分子的浓度初值；将每一所述浓度初值结合对应反应分子的物理性质和化学性质，生成所述待分析油品的物性计算结果；将所述待分析油品的物性测量结果与所述物性计算结果的误差作为目标函数进行优化运算，直至所述物性计算结果与所述物性测量结果的偏差达到预设范围；当所述物性计算结果与所述物性测量结果的偏差在预设范围内时，所述物性计算结果对应的分子浓度即为所述待分析油品中各反应分子的浓度结果。5.如权利要求1所述的一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法，其特征在于，所述基于预设衡算公式和所述反应网络构建乙烯蒸汽裂解炉模型，具体包括：根据所述反应网络中的化学反应关系式生成反应速率方程；将乙烯蒸汽裂解炉的炉管分解为若干微元段，在每一所述微元段将所述反应速率方2CN115954060A权利要求书2/3页程、质量衡算方程、热量衡算方程和动量衡算方程进行耦合，将耦合后的每一所述微元段进行积分生成所述炉管模型。6.如权利要求1所述的一种乙烯蒸汽裂解炉的模拟方法，其特征在于，在基于预设衡算公式和所述反应网络构建乙烯蒸汽裂解炉模型后，还包括构建具备结焦倾向速率模块的所述炉管模型，具体为：获取目标乙烯蒸汽裂解炉在单次运行周期内的绝压比变化趋势并进行拟合，生成绝压比变化率；将目标乙烯蒸汽裂解炉在预设炉管位置处的输入数据作为输入，将所述