随着国民经济的快速发展、石油资源的日益匮乏以及环保意识的不断提高，炼油业正面临着各种新的要求和挑战。生产符合环保要求的低烯烃清洁汽油和满足市场对丙烯、丁烯等低碳烯烃日益增长的需求，以及更加充分合理地加工利用重质石油资源等已成为炼油业的重要任务。为此，国内开发了多个催化裂化新工艺。其中，FDFCC(Flexible Double—riser Fluid Catalytic Cracking)工艺因具有在生产低烯烃清洁汽油的同时能够实现重油催化裂化的操作优化等独特的优点而被广为关注和应用。对FDFCC工艺的反应体系进行动力学模型研究以促进该工艺的完善和发展并对该工艺的工业生产装置操作优化提供指导已是势在必行。 本文以国内首套—长岭炼化分公司的FDFCC工业装置为对象，对FDFCC工艺的反应体系进行了集总反应动力学模型的研究。 首先，本研究对长岭炼化分公司FDFCC的工艺过程进行了全面的调查研究，对该过程的基本原理和特点进行了深入的分析，之后认为FDFCC工艺不仅具有催化裂化反应体系所呈现的高度偶联的复杂反应体系特征，而且还存在着反应体系内两个反应器间的复杂偶联关系。 基于该工艺与催化裂化相比的相似性与特殊性，本文确立了建立FDFCC工艺反应动力学模型“先分后合”的研究思路： 首先，依据两根提升管反应器的反应特点将整个复杂反应体系划分为汽油催化改质、重油催化裂化两个子反应体系，分别建立汽油催化改质、重油催化裂化反应动力学模型，然后再根据两根提升管反应器间的偶联关系，将两个子反应体系间的反应物和产物的复杂偶联关系通过数学关系式描述，并将汽油催化改质、重油催化裂化的反应动力学模型进行有机组合，以最终建立FDFCC工艺的反应动力学模型。 考虑到目前在催化裂化反应动力学模型研究中最常见的是集总反应动力学模型，从FDFCC与FCC两者的相似性和可比性出发，本研究决定同样采用集总理论和方法来建立FDFCC的集总反应动力学模型，并希望能通过本研究对集总理论和方法进一步丰富和拓展。 为提升本研究的工业应用价值和实际指导意义，本研究确定建模的全部所需数据包括反应物和产物的分析数据及操作参数等，均来自于工业装置实测和分析数据；对反应体系的集总分族，不仅要满足当前应用的需要，而且还要符合工业分析的实际现状，以真正达到所建立的模型能够对FDFCC装置的提升管操作优化提供指导的目的。 按照上述研究思路和集总原则，本研究从长岭炼化分公司FDFCC工业装置采集了数套平稳操作时的实测数据，在对汽油催化改质和重油催化裂化反应机理深入分析和研究的基础上分别建立了汽油催化改质九集总反应动力学模型(将汽油催化反应体系分为柴油、汽油、液化气、干气和焦炭五个部分，然后根据应用需要将汽油再细分 为饱和烃、烯烃、芳烃三个集总，液化气细分为烷烃、丙烯和丁烯三个集总，加上柴油、干气和焦炭三个集总共九个集总)和重油催化裂化十二集总反应动力学模型(将重油催化裂化反应体系分为重油原料、产品柴油、汽油、液化气、干气和焦炭六个部分，然后将重油按四组分：饱和分、芳香分、胶质及沥青质细分为三个集总，其余部分同汽油催化改质反应体系细分为九个集总共为十二集总)，并采用逐层细分分步估算的方法和Visual C++编制的程序求取了模型的反应动力学参数，成功解决了多参数(上百个)估计中出现的实验数据量大，收敛时间长等问题。通过对所求得的动力学参数(k及E)的分析讨论表明所求得的参数符合FCC反应规律，精度满足工业应用要求，说明所建的九集总汽油催化改质反应动力学模型和十二集总重油催化裂化反应动力学模型可靠。 在对所建立的九集总汽油催化改质反应动力学模型和十二集总重油催化裂化反应动力学模型的可靠性得到确认的基础上，本研究对FDFCC两根提升管反应器间的偶联关系进行了深入分析，并通过数学关系式将两个反应器间的反应物与产物的偶联予以描述，将两个反应体系所分别建立的两个反应动力学模型(汽油催化改质和重油催化裂化)进行组合，最后建立了FDFCC集总反应动力学模型。 本研究还采用长岭炼化公司所取得的工业实测数据对FDFCC集总反应动力学模型进行了验证计算，模型预测值和工业实测值的比较表明，主要产物最大相对误差不大于5％，完全能满足工业应用需要，说明所建立的FDFCC集总反应动力学模型可靠，本文研究思路正确。从而，本研究过程也作为多反应器偶联的复杂反应体系进行集总反应动力学模型研究的范例。 最后，本研究还利用模型对FDFCC装置工业提升管进行了在汽油烯烃达标(小于35％)前提下轻液收率最大化及多产丙烯生产方案下的操作参数优化，从而为今后利用FDFCC集总反应动力学模型对工业实际操作进行优化提供了参考和指导。