重油热解
改进的AEA算法及其在重油热解模型参数估计中的仿真研究
率决定 了 ．的各个个 体分量 的行走 方 向，即使 得对应 目标 函数值 能朝增大或 减小方 向变化 ，具体的行 走方 向要视 目标 函数优化 目的而 定。与此同时 ，各个体 的分 量并不是始终沿着使 目标 函数值 增大或减小
的方 向变化 ，可 以出现逆 向变化 ，即使 目标 函数值变差 的个体也可 以被接 受，从而增加 了种群的多样性， 避免了算法过早 陷于局部最优 。该 算法体现 了全局搜索和局部搜 索的权 衡 。所有个体 都以较 大概 率向梯 度下降的方 向进行搜索（ 局部搜索） 以较小的概率 向梯度下 降相 反的方 向搜 索（ 和 全局搜索） 。基本 Ａ Ａ 算 Ｅ 法的主要计算 公式如下所示 ： Ｃ ：（ 一 ）Ｉ （ 一 ） － Ｘ， Ｆ（ 】 Ｆ ）
来提 高 Ａ Ａ算法的寻优性能 。鉴于行走 步长对 于进化 的不同阶 段全局搜索和局部搜索之间的关系影响 ，今提出 ＩＥ Ｅ Ａ Ａ 的步长应 随着 实际进化的不同阶段而合理地变化，以使得算法能跳 出局部最 优， 免早熟现象的发生。Ｉ Ｅ 避 ／ Ａ算法在 ７ Ｌ 个典型测试 函数 上进行了测试。测试结果表 明，与基本 Ａ Ａ 算法、Ｐ Ｏ和 Ｄ Ｅ Ｓ Ｅ算法相比，Ｉ Ｅ Ａ Ａ的寻优性能有 了很大 的提 高，｜ 仅获 得的解 的质量 更好，而 且算法 的稳定性都得到 了提高 。最后将 Ｉ Ｅ 算法用于 重油热解模 型参数估计 不 Ａ Ａ 的仿真研究 中，通过验证 ，得到 了更有利的结果，说明文中提 出的算法是有效的。 关键词 ：Ａ ｏ ｅ ； Ａ Ａ ｌ ｘ ｐ Ｅ ：步长 ；优化 ；参数估计
将重油制成乙烯的方法
将重油制成乙烯的方法【摘要】引言部分介绍了重油资源的重要性以及乙烯在化工领域的广泛应用。
正文部分首先介绍了催化裂化法将重油制成乙烯的方法，接着详细说明了催化裂化法的工艺流程。
然后介绍了热解法将重油制成乙烯的方法，并解释了热解法的工艺条件和机理。
最后介绍了微波辅助催化裂化法将重油制成乙烯的方法。
在结论部分讨论了重油制成乙烯的方法的发展趋势，以及这些方法的研究意义。
通过本文的介绍，读者将了解到将重油制成乙烯的多种方法以及这些方法的重要性和前景。
【关键词】重油资源、乙烯、催化裂化法、热解法、微波辅助催化裂化法、工艺流程、工艺条件、机理、发展趋势、研究意义。
1. 引言1.1 重油资源的重要性重油是一种重要的石油资源，具有高密度、高粘度、低挥发性等特点。
它通常被用于汽油、柴油等燃料的生产，同时也可作为原料用于化工生产。
重油资源在世界各国的能源结构中占据着重要地位，尤其是在一些资源丰富的国家。
重油资源的重要性主要体现在以下几个方面：重油资源量丰富，可以为国家的能源安全提供保障。
重油可以通过不同的加工技术转化为更高附加值的产品，如乙烯等化工产品。
重油资源的开发利用也可以促进当地经济发展，提升国家的产业水平和竞争力。
由于重油资源的重要性，人们对其加工利用的研究日益深入。
将重油制成乙烯的技术逐渐成熟，为重油资源的高效利用提供了重要途径。
重油资源的开发利用不仅对国家的能源安全和经济发展具有重要意义，也是一项重要的环保举措，有利于减少大气排放和资源浪费。
1.2 乙烯在化工领域的广泛应用乙烯是一种重要的化工产品，在化工领域有着广泛的应用。
乙烯是制造聚乙烯、聚氯乙烯等塑料产品的重要原料，这些塑料制品在日常生活中随处可见，如塑料袋、塑料瓶等。
乙烯还可用于生产乙烯醇、乙烯醚等有机溶剂，以及聚乙烯醇、聚乙烯醚等高分子材料。
乙烯还是合成乙烯基化合物、合成橡胶、生产丙烯、乙烷等化工产品的重要中间体。
乙烯的广泛应用领域涵盖了塑料工业、化肥工业、橡胶工业、合成纤维工业等多个领域，对促进工业发展和提高生产效率起到了至关重要的作用。
重油加工技术研究与应用
重油加工技术研究与应用重油是指密度大于0.94g/cm3的油，该种油在中、低温条件下凝固和粘度大，难以流动，为了使重油能够流动并加工成高附加值产品，需对其进行物理和化学改性，即重油加工。
本文将探讨重油加工技术的研究和应用，以及其对能源环境产生的影响。
一、重油加工技术的研究1.1 热裂解技术热裂解是将重油加热至高温后，分解成更小分子量的石蜡、沥青和油气等化合物的过程。
在这一过程中，重油的分子量会大幅度降低，从而使重油变得更为流动。
热裂解技术分为直接加热和间接加热两种。
其中，直接加热利用热流体将重油加热，而间接加热则是通过蒸汽、热导油等介质将热量传递给重油。
热裂解技术在加工重油方面具有广泛的应用，已成为重油加工的重要手段。
1.2 溶剂提取技术溶剂提取是指用溶剂将重油中的天然蜡、油烟等杂质提取出来的过程。
溶剂可选择石脑油、正己烷等，这些溶剂与重油的分子量不同，从而可以实现物质分离。
溶剂提取技术可使得重油的密度和粘度降低，使其流动性得到提高。
目前，这种技术已被广泛应用于重油加工之中，特别是在深海油田的开发中。
1.3 加氢裂解技术加氢裂解技术是将重油与氢气反应，将其分解成更小分子量的气体和液体化合物的过程。
该技术可以将重油中的硫、氮等有害元素去除，降低其粘度和密度，并使得产生的油品质量更高，具备更加广泛的市场需求。
当前，加氢裂解技术在重油加工方面也有广泛的应用。
二、重油加工技术的应用2.1 各式油品的生产经过重油加工技术的改进和升级，现在可以将重油加工成各式油品，包括汽油、柴油、煤油等。
这些油品的品质和使用性能得到了显著提高，能够满足用户的个性化需求。
同时，这也使得重油资源得到了更加充分的开发利用。
2.2 能源生产重油加工技术也可以用于能源生产方面。
加工出的油品可以被用作车用燃料、供热燃料等，满足市场需求的同时，也可以减少对传统能源的依赖。
2.3 环保治理重油加工技术还可以用于环境治理方面。
加工出的油品可以用于替代对环境有害的传统能源，从而有效地降低能源对环境的污染。
热解的特点
热解的特点
热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的干馏，所得到的焦炭产品主要用于冶炼钢铁的燃料。
随着现代化工业的发展，该技术的应用范围逐渐得到扩大，被用于重油和煤炭的气化。
20世纪70年代初期，世界性石油危机对工业化国家经济的冲击，使得人们逐渐意见到开发再生资源的重要性，热解技术开始用于固体废物的资源化处理。
热解技术具有以下特点：
（1）可以将固体废物中的有机物转化为燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源。
（2）由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染。
（3）废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中。
（4）对设备要求高、反应速度慢、操作条件控制困难。
（5）热解过程产生的焦油容易附着在管道中，影响生产的稳定性。
重油加工技术及其优化
重油加工技术及其优化随着全球经济的快速发展和人类对能源的不断追求，石油等化石能源的需求量也日益增大。
为满足这一需求，许多国家都把石油产业作为了战略性的支柱产业来进行发展。
然而，随着石油资源的日益减少，重油已经成为了我国石油加工领域的主要原料。
因此，如何合理利用重油，提高其炼制利用率，已经成为了摆在石油加工产业发展面前的重要课题。
一、重油加工技术分类及其原理在油品加工技术中，根据原油的不同性质，重油加工技术主要可以分为裂解、热裂解、加氢处理、溶剂萃取、氧化等不同的方式。
下面我们将来分别介绍这几种加工技术的原理：1. 裂解裂解技术可以分为催化裂解和非催化裂解两种。
催化裂解一般基于催化剂，通过裂解原油大分子成为轻质石油产品。
而非催化裂解则直接将重油加热至高温，使得分子间断裂、产生新的碳氢化合物。
2. 热裂解热裂解则是通过加热重油产生裸体自由基，利用自由基的反应性将其分子链断裂成为轻质石油产品。
热裂解技术一般可以提高重油的热值和燃烧性能，从而实现重油资源的最大化利用。
3. 加氢处理加氢处理是利用催化剂对加氢原料和重油进行反应，产生较高的股份分子结构。
通过分子链的加氢反应，可以将重油中的单环、多环芳香烃、腐烷、腐素等高分子组分转化为低分子烃类。
4. 溶剂萃取50~70%的重油为沥青基类，其它化合物如脂肪族烃、环族烃、腐烷、腐素等分别占重油成分的10~15%、10~15%、5~10%和5~10%。
利用溶剂萃取，可以将催化加氢处理后得到的中间产品进行进一步分离和提纯，从而获得较高质量的油品产品。
以上几种重油加工技术各有优劣，可以根据工艺和经济因素的不同制定不同的加工流程方案。
二、重油加工技术的优化重油加工技术的优化主要可以从以下几方面着手：1. 催化剂的改进在催化裂解和加氢处理过程中，催化剂起着至关重要的作用。
合适的催化剂可以加速多种炼油反应，提高重油加工效率。
因此，研究合适的催化剂配方和新型催化剂的制备就成为了重油加工技术优化中的重要环节。
化工重油回收如何处置方案
化工重油回收如何处置方案化工制造过程中所产生的废物中，重油是其中一种危险废物，因此重油的回收和处理非常重要。
化工重油的回收和处理处理方案看似简单，但实际上却需要进行多方面的考虑，充分了解这些方案，能够帮助化工企业减少废物处理成本，提高工艺的稳定性和效率。
本文将介绍化工重油回收如何处置的方案。
化工重油的回收化工重油的回收可以通过以下两种途径实现。
热分解法热分解法是将化工重油加热到高温下将其分解得到石油油气组分的方法，具体过程如下：1.将化工重油加热到800℃以上，通入大量空气，使化工重油发生热分解；2.将化工重油分解出的石油油气组分通过冷凝器冷却成液态，收集成品油。
直接提纯法直接提纯法是对化工重油进行物理化学方法提纯的方法。
具体过程如下：1.将化工重油加至20℃ - 40℃，通入少量空气，使沉淀物变为浮油；2.将浮油通过机械过滤、离心离析等物理方法，将化学杂质、微粒、水分、杂质等分离出来。
化工重油的处置对化工重油的处置，要考虑不但方法的安全和环保性，还要考虑对环境和健康的影响。
化工重油的处理方案可以通过以下途径实现。
热氧化法热氧化法是将化工重油和氧气共同作用下实现处理的一种方法，其过程如下：1.将化工重油加入反应器中，加热至400℃以上；2.向反应器中输入高纯度氧气，氧气与化工重油共同作用，使其分解成为CO、CO2、H2O等物质；3.将分解得到的气体通过冷却器冷却，生成酸橙酸、硫酸等酸性物质的场合，需要进行酸碱中和处理。
重油燃烧法重油燃烧法是将化工重油进行燃烧以降低其危害性的一种方法，其过程如下：1.将化工重油输送至燃烧炉内，与空气搅拌进行燃烧；2.燃烧后的油气通过空气集成和酸碱中和处理，将排放量控制在国家限定的标准内。
重油还原法重油还原法是将化工重油还原成石油原料的一种方法，可以重复利用资源，其过程如下：1.将化工重油加入到还原装置中，加热到500℃以上；2.与还原催化剂共同作用，还原出石油原料。
解决重油热解模型的参数估计及程序设计
解决重油热解模型的参数估计一、重油热解模型：图3表示重油热解的三集总反应过程，设X为重油H作为原料生成小于5l0℃诸馏分、热解气及甲苯不溶物的产率之总和：X 为390～5l0℃的重质中间馏分产率；XI，为热解气、210～390℃轻质馏分及缩合产物产率之和。
假定：(1)热解反应原料H为渣油中大于5IO℃的甲苯可溶物，反应后生成的中间重质馏分w 可同时再进一步转化成裂解气、轻质馏分及缩合物L。
(2)由W 转化成集总物L(w L)的二次反应为一级反应。
那么，在等温条件下，总反应级数为1时，根据反应机理可推导出反应产率方程式为：二、优先策略的遗传算法对重油热解模型的参数估计：其 x 和 T(反应温度)为自变量， XL为因变量。
已采集的实验数据共56个观测元，已列于表2，每个观测元包含 x、T和XL三个值，可用这些数据估计式(10)中的参数。
采用非线性回归的经典方法Gauss-Newton法，应在参数定义域内选一初值，然后迭代求解。
本文随机地选择了10个初值，分别计算运行，其中大多(共有8次)因迭代矩阵奇异，而使计算中止。
另有2次运行虽能完成，但结果较差，自检相对误差分别为10．63％与9．17％，不能令人满意。
本文又采用EGA方法估计参数，作为比较也用SGA方法。
EGA所用的参数为np=5O．pr=0．2、pc=0．6和ps=0．2；SGA的为np=50、pr=0．2、Pc=0．6和pm=0．2。
为避免偶然性，本文采用交叉验证法估计和检验。
将56个样本数据随机分成8组，每组7个观测元，依次取出1组用于检验(称为测试样本)，其余7组用于估计(称为建模样本)。
两种算法均执行8次，并将其中1次的在线性能和离线性能示于图4和图5，其余各次的情况大致相同，不另画出。
离线性能可以反映算法搜索时适应度函数最优值的演变过程，而在线性能则反映了一代种群的总体性能。
从图中可以看出EGA 算法的在线、离线性能都明显优于SGA算法，这表明EGA算法使种群的平均适应度和最优适应度都有较大的提高。
基于与加权正态分布的改进算法及其在重油热解模型中的应用
1195
化以及模式匹配中。Alopex 算法是一种简单点对点的随机优化和启发式搜索算法[5]，它利用噪声跳出局 部最优值，具有一定的爬坡能力。Alopex 算法凭借自身的特点，在很多场合都得到了应用[6,7]。李绍军等
[8]
将 Alopex 发展成了新的群体进化算法—AEA，AEA 在一定程度上具有梯度下降和模拟退火算法[9]的优
点。但是针对某些复杂函数的寻优，AEA 也会陷入局部最优值。传统的正态分布模型求变量的均值，都 是将每一个个体平等对待，忽略了适应度值好坏的影响，使算法最终的精度和收敛的速度都有待提升。 在 AEA 的改进算法中[10,11]，一个种群的所有变量都选用相同的退火温度，这样那些数量级比较小的变量 有可能被数量级大的变量覆盖掉。本文提出一种利用适应度值计算正态分布的均值，以及不同变量采用 不同退火温度的新算法 NAEA。
(i, j ) ；再根据公式(2)，得到个体的退火温度 T；然后根据公式(3)，得到判断每个个体中每个变量行走
方向的概率值 p(i, j ) ；再利用公式(4)，得到每个个体中每个变量的行走方向 (i, j ) ；最后利用公式(5)， 产生中间种群 S3。将中间种群 S3 的个体目标函数值与原种群 S1 的个体目标函数值作比较，若 S3 好， 则替换 S1 中的相应个体，否则保留 S1 中的相应个体，由此得到下一代种群。 (i, j ) [ S1(i, j ) S 2(i, j )] [ F ( S1(i,:)) F ( S 2(i,:))] 1 N M T (i , j ) MN i 1 j 1 1 p (i , j ) (i, j ) 1 exp( ) T 1， p(i, j ) r1 (i , j ) -1，p(i, j ) r1
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2 实验装置与流程
重油快速热解反应在小型流化床反应装置上进行，实验流程如图2-1所示。
原料油由油泵抽出送经预热炉加热到预定温度，从下部进入流化床反应器与加热好的高温催化剂接触进行催化裂解反应。
反应油气在反应器扩大段内经过过滤器与催化剂分离，进入冷凝器将气体产物冷凝分离，经气液分离器后，液体产物被收集，气体产物进入湿式流量计，测量体积，然后进入集气袋，留作取样分析。
整个反应系统可分为进样系统，反应系统，分离系统，测量分析系统四部分。
1．进样系统
包括一台自加热双通道柱塞式计量泵、原料油瓶、储水瓶和两台电子天平。
通过调节计量泵改变反应的水油比，进常压渣油时要边加热边输送，防止渣油冷凝堵塞管路。
2．反应系统
包括流化床反应器、预热炉、加热炉、热电偶等。
反应器是反应系统的核心，为了保证流化床内的流化状态，在反应器底端设置不锈钢分布板。
反应器中心是一端封闭的热电偶盲管，内置测量反应管芯温度的热电偶，测温点处于加热炉的恒温区域内，以保证反应温度的准确性。
反应器出口设有200目丝网过滤器，防止磨损的石油焦被气流带出反应器。
预热炉与加热炉是反应的热源，为了保证流化床内的反应温度均匀温度，加热炉采用四段控温加热，分别由四个温度控制器控制并指示温度，通过对加热炉四段温度的调节，可以保证在反应器中重油裂解反应所需热量。
图2-1 重油快速裂解反应流程图
1.柱塞式计量泵
2.气瓶
3.预热炉
4.电加热炉
5.流化床反应器
6.热电偶
7.冷凝器
8.气液分离器9.电子天平10.湿式流量计11.集气袋12.气相色谱仪
Fig 2-1 Reaction flowsheet of heavy oil fast cracking
1.pluger meter ring pump
2.gas bottle
3.preheating furnace
4.electric heating furnace
5.fluidized reator
6. thermocouple
7.condensator
8.gas-liquid separator
9.electronical
balance
10.water-sealed flowmeter 11.gas collection bag 12. Gas chromatograhy
3．分离系统
包括冷凝器、气液分离器两部分。
裂解产生的高温油气先经过水冷，将温度降至常温，液相冷凝在气液分离器底部，气体产品从分离器顶部排出，进入后续测量分析系统。
4．测量分析系统
包括气相色谱仪、湿式流量计、电子天平。
气相色谱仪用来分析气体产物的组成，其中，氢火焰检测器分析可燃组分，热导检测器分析氢气、一氧化碳和二氧化碳。
湿式流量计用来测量气相产物的体积。
电子天平用来称量反应过程中，反应中进入反应系统的水和原料油的质量，以及反应后液体产物的质量。
2.1.3 实验步骤与数据处理方法
2.1.
3.1 实验步骤
（1）将粉碎过筛后的石油焦装入流化床反应器中，然后，各段连接完好，通入氮气，检查装置气密性；
（2）确定装置气密性良好，开始对反应器进行加热，加热过程中通氮气；
（3）待流化床内加热到所需温度，关闭氮气，通入水和原料油，根据反应器内温度变化，调节加热炉各段功率，至温度稳定；
（4）温度稳定后，在T 1时刻，记下水量10m ，原料油质量20m ，液体产物容器质量30m ，湿式流量计示数V 0，反应△T 时间后，在T 2时刻，记下剩余水量t m 1，剩余油质量t m 2，液体产物容器质量t m 3，湿式流量计示数Vt 。
期间，将生成气体装入气体收集袋收集；
（5）关闭柱塞泵和加热炉，停止反应。