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流化催化裂化(FCC)装置的热力学优化。 (英语) Zbl 1210.80010号

总结:开发了催化裂化提升管装置的热力学优化程序。该公式使用二维流体流动和动力学模型为优化过程提供必要的信息。热力学分析基于单位熵产生最小化,即系统中被破坏火用的最小化。这种分析方法在发电厂中得到了广泛的应用,具有很大的效益。经验证,对于任何给定的催化剂质量流率,对于汽油或任何其他所需产品的最大质量流率生产,存在催化剂与油质量流率比COR的最佳值。其次,通过最小化催化裂化装置内的破坏火用,使目标函数(净火用生产率)最大化。根据催化剂与油的比率(COR)进行优化。重要的是要强调,所有的最优值都是尖锐的,例如,在\(H/D=50\)的情况下,从\(5<)COR\(<25\)的\(tildeE_{mathrm{net},max}-\tildeE_{methrm{net},min})/\tildeE-{mathrm{net},max}\)计算得出\(5<25)的变化大于50%。基于技术文献中缺乏与催化裂化装置相关的第二定律分析工作,并考虑到结果显示的潜在收益,作者认为热力学优化可以为寻求更好的催化裂化装置带来新的见解。因此,一种计算时间较短的工具可用于催化裂化装置的模拟、控制、设计和优化。

MSC公司:

80A20型 传热传质、热流(MSC2010)
80A32型 化学反应流
76T10型 液气两相流,气泡流
80A30型 热力学和传热中的化学动力学
80M50型 热力学和传热中的优化问题
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全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] Krewitt,W。;Teske,S。;Simon,S.:《2008年能源[R]演变:可持续世界能源观点》,《能源政策》37,第12期,5764-5775(2009)
[2] K.G.Satyanarayana,A.B.Mariano,J.V.C.Vargas,《微藻——可持续能源和材料的一种多功能来源的综述》,《国际能源研究》,出版社,doi:10.1002/er.1695。
[3] Theologos,K.N。;Markatos,N.C.:《流体催化裂化提升管式反应器的先进建模》,Aiche J.39,第6期,1007-1017(1993)
[4] Gao,J.S。;徐,C.M。;Lin,S.X。;Yang,G.H。;郭永川:《FCC提升管反应器内气-液-固三相流动和反应的模拟》,艾切J.47,第3期,677-692(2001)
[5] Han,I.S。;Chung,C.B.:流化催化裂化过程的动态建模和模拟。第一部分:过程建模,化学。英语科学。第56期,第5期,1951-1971(2001)
[6] W.P.Martignoni,《FCC提升管反应器的建模与模拟:非均质方法》,加拿大安大略省西安大略大学博士论文,1998年。
[7] Han,I.S。;Riggs,J.B。;Chung,C.B.:全燃烧和部分燃烧模式下的流化催化裂化过程建模和优化,化学。工程流程。43,第8期,1063-1084(2004)
[8] J.A.Souza,流化催化裂化提升管最大化燃料产量的数值模拟和热力学优化,博士论文,巴拉那联邦大学,库里蒂巴,PR,巴西(葡萄牙语),2004年。
[9] Souza,J.A。;瓦尔加斯,J.V.C。;冯·梅恩,O.F。;马蒂诺尼,W.P。;Ordonez,J.C.:流体催化裂化(FCC)提升管模型调整、设计、模拟、控制和优化的参数估计逆方法,J.chem。Technol公司。生物技术。84, 343-355 (2009)
[10] Kasat,R.B。;Kunzru,D。;Saraf,D.N。;Gupta,S.K.:《使用精英非支配排序遗传算法对工业催化裂化装置进行多目标优化》,Ind.eng.Chem。第41号决议、第4765-4776号决议(2002年)
[11] 埃利斯,R.C。;李,X。;Riggs,J.B.:IV型流化催化裂化装置的建模与优化,Aiche J.442068-2079(1998)
[12] 宋,C.M。;严振芳。;屠永生:《催化裂化装置的能量和火用分析》,文章摘要。爸爸。美国化学。Soc.217,U805(1999)
[13] Bejan,A.:先进工程热力学(1987)
[14] Bejan,A。;Tsatsaronis,G。;Moran,M.J.:《热设计与优化》(1996)·Zbl 0883.76001号
[15] Souza,J.A。;巴尔加斯,J.V.C。;冯·梅恩,O.F。;马蒂诺尼,W.P。;Amico,S.C.:催化裂化提升管模拟、控制和优化的简化二维模型,Aiche J.52,No.5,1895-1905(2006)
[16] 巴西国家石油公司第六石油公司,立管改进项目,内部报告(葡萄牙文),南圣马特乌斯,PR,巴西,2001年。
[17] Zabaras,N.:《传热反问题》,《数值传热手册》,525-558(2006)
[18] 阿里·H。;Rohani,S.:提升管型催化裂化装置的动态建模和模拟,化学。工程技术。20, 118-130 (1997)
[19] 马蒂诺尼,W.P。;Lasa,H.I.:催化裂化提升管装置的非均相反应模型,化学。英语科学。56, 605-612 (2001)
[20] 巴西国家石油公司六号,六块模型的动力学参数和阿伦尼乌斯常数列表,内部报告(葡萄牙文),南圣马特乌斯,PR,巴西,2001年。
[21] 安切塔·华雷斯,J。;Murillo-Hernández,J.A.:估算催化裂化过程中汽油、天然气和焦炭产量的简单方法,能源燃料14,373-379(2000)
[22] Miller,A。;Gidaspow,D.:管道中的稠密垂直气固流动,Aiche J.381801-1815(1992)
[23] Areek,V.K。;Adesina,A.A。;Srivastava,A。;Sharmar,R.:非等温催化裂化提升管建模,化学。《工程期刊》92,101-109(2003)
[24] 高杰。;徐,C。;Lin,S。;Yang,G.:CC提升管反应器中湍流气固流动和反应的高级模型,Aiche J.451095-1113(1999)
[25] 高杰。;徐,C。;Lin,S。;Yang,G.:FCC提升管反应器中气-液-固三相流动和反应的模拟,Aiche J.47,667-692(2001)
[26] 瓦尔加斯,J.V.C。;斯坦内斯库,G。;Florea,R。;Campos,M.C.:预测电子封装的热和心理反应的数值模型,J.electron。包装。123, 200-210 (2001)
[27] 佩里·R·H。;Green,D.W.:《化学工程师手册》(2008)
[28] Prausnitz,J。;波林,B.E.M。;O'connell,J.P.:气体和液体的特性,(2001)
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