催化重整反应动力学集总模型综述

第１３卷第４期２００５年１２月

北京石油化工学院学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ

Ｐｅｔｒｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１＿１３Ｎｏ．４

Ｄｅｃ．２００５

催化重整反应动力学集总模型综述

李秀萍易玉峰丁福臣

（北京石油化工学院化学工程系，北京１０２６１７）

摘要综合介绍了目前国内外在催化蕈整装置建模方面的研究现状及进展。对２０世纪５０年代末以来主要的几种催化重整集总动力学模型进行了比较研究，并对各个模型的建模原则和模型方程的求解算法，以及模型中的关键动力学参数估计问题进行了探讨，列出了各个模型的反应网络，指出各个模型的功能特点和应用情况。

关键词催化重整；集总；动力学模型；计算机模拟

中图法分类号ＴＱ０３２

催化重整是石油加工过程中主要的二次加工过程之一，它是在催化剂作用下从石油轻馏分生产高辛烷值汽油组分或芳香烃的工艺过程，所富产的氢气是加氧装置用氢的重要来源，所以，此过程五论星在炼油工业或是在有机化工工业中都占有重要的地位。

在催化重整过程中，构成重整物料的组分繁多，催化重整原料油主要含有Ｃ。～Ｃ，。的烃类，其中，ｃ；和ｃ｝占绝大部分，这一部分对出口组成和性质有重要影响，一般是催化重整建模的重点。重整反应有众多连串和并行反应同时交叉进行，构成复杂的反应网络体系，而且反应体系间发生强偶联，给动力学研究造成很大困难。直到１９５９年，Ｓｍｉｔｈｏ最先提出催化重整四集总动力学模型，Ｗｅｉ”等人进一步提出和完善了集总理论（Ｌｕｍｐｉｎｇ），使复杂反应体系的动力学研究有了突破性的进展。所谓集总理论，即足将体系中那些动力学性质相似的组分用一个虚拟组分来代替，然后构造这些虚拟集总组分的反应网络，研究它们的动力学，即集总动力学模型。近年来，计算机技术的发展为研究复杂动力学模型提供了极大的方便，国内外许多研究机构和高校都对催化重整模型进行了大量的研究，有些模型已开发出应用软件，成功地用于生产在线控制或者工业离线优化，为

收稿日期：２００５０６０８企业创造了巨大的经济效益。笔者主要对目前催化重整反应动力学模型研究现状进行综合评述。

１Ｓｉｍｔｈ模型

最早的反应动力学模型是１９５９年由Ｓｉｍｔｈ提出的，模型将原料化合物分为烷烃、环烷烃、芳香烃３个虚拟组分，并假设发生下列４种反应，每个反应的物化性质用各集总组分的平均碳数的烃类代表。

（１）环烷—＝芳烃＋３Ｈ。

一学一ｋｓＰ。一ｋｒｐ岫Ｐ（１）（２）烷烃—一环烷烃＋Ｈ：

一警一争一（Ｋｐ－－警）㈤其中Ｋ。一ｒｋｆ。

（３）烷烃加氢裂化

一唑ｄｔ一铷（３）

由～

（４）环烷烃加氢裂化

业ｄｔ一缸（４）

自’“

…式中ｂ——正向反应速率常数；

＾，——逆向反应速率常数；

＾。——裂解反应的速率常数。

它的反应网络如图１所示。

万方数据