基于反应动力学的乙烯裂解炉模拟及优化研究

瑜 王(西安科技大学，中国;国能集团宁夏煤业公司烯烃二分公司，中国;)

摘要

为解决乙烯裂解炉能效低、乙烯产率难优化的问题，以关键设备乙烯裂解炉为研究对象，基于Aspen Plus软件构建耦合分子反应动力学与结焦动力学的全流程模型。通过对比Kumar模型与25反应动力学模型的模拟误差，确定25反应动力学模型（乙烯产率误差<8%）更适用于工业裂解过程；采用Kumar结焦Model II（氢气产率误差2.16%）描述炉管结焦行为。系统分析原料、温度、压力、汽烃比等参数对乙烯产率及有效能损失的影响，结果表明：石脑油原料在 910℃、4.5 bar、汽烃比0.35-0.5条件下，乙烯产率达33.13wt%，且经济性最优；辐射段为有效能损失主要来源（占比 62.38%）。

关键词

乙烯裂解炉；反应动力学；Aspen Plus模拟；有效能分析

参考

Benfeng Yuan, Yu Zhang, Wenli Du, Meihong Wang, Feng Qian. Assessment of energy saving potential of an industrial ethylene cracking furnace using advanced exergy analysis[J]. Applied Energy,2018,113583(254):1-2.

陈梦君，陈贤雷，毛玲娟。基于SPYRO 的以柴油为原料乙烯裂解炉模拟与优化 [J]. 当代化工，2023, 52 (4): 914-919.

张朝环.乙烯裂解炉内燃烧与裂解反应过程数值模拟 [D]. 天津：天津大学，2008.

DOI: http://dx.doi.org/10.12345/hgyjxjz.v3i12.35126