乙烯装置中碳二加氢反应器是乙烯生产工艺流程中的重要设备,反应过程中乙炔转化率和加氢选择性直接影响乙烯产品的产量和质量。由于生产过程中碳二加氢反应过程本身的复杂性,导致实验室的机理研究成果难以直接应用于现场装置的反应过程,同时碳二加氢反应器处于生产流程的中部,可变操作条件少,精确操作比较困难。因此,针对工业现场实际研究碳二加氢反应器的建模和优化技术对提高乙烯产品质量、稳定生产和提高经济效益具有重要意义。本文基于乙烯装置中碳二加氢反应过程机理,采用HYSYS流程模拟软件建立了加氢反应器的稳态和动态模型。通过采集大量工业过程数据,基于最小二乘法拟合了碳二加氢反应动力学参数,从而使建立的模型与实际装置的运行情况匹配。通过模拟结果与实际工业过程数据的对比表明,模型的误差在5%以内,能够满足工业过程建模的要求。同时,本文对碳二加氢反应器的常规PID控制系统性能进行了测试,针对反应器进料温度的变化和氢炔比的变化,分析了反应器的动态响应,讨论了不同进料工况下的操作条件对反应过程的影响。结果表明,碳二加氢反应器控制方案在反应条件变化时是可靠有效的,可以用于指导实际生产。由于标准粒子群算法在加氢反应器参数优化问题中存在不易收敛的缺点,本文在粒子速度更新公式中加入了化工先验知识抽象获得的“控制因子”,通过该“控制因子”调整粒子的速度方向,进而调整模型的输入变量,使得反应器产品各组分含量满足工艺要求。基于加氢反应器模型对操作变量进行灵敏度分析,确定优化策略,并将改进后的粒子群算法应用于操作变量优化。仿真结果表明,提高加氢流量,降低反应器进口温度等优化措施可有效提高碳二加氢反应器中的乙炔转化率和加氢选择性。