CN110914385A - 用于催化重整设备的操作 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于优化用于催化重整设备的操作的方法。所述设备包括多个反应器，所述反应器包括催化剂，并且操作气体连续流过所述反应器，其中反应器中的操作气体的组成改变，并且其中产物在最后的反应器的出口侧产生。根据所述方法，首先获取设备操作期间存在的特定恒定特征以及初始操作参数。然后对反应器中的化学过程进行计算模拟，其中除了恒定特征和获得的初始操作参数之外，还包括在最后的反应器出口侧产生的产物化学组成的测量结果。随后对具有不同的、变化的操作参数的反应器中的化学过程进行计算模拟，其中除了分子氢的流速之外，作为变化的操作参数，每个反应器入口处的操作气体的不同温度也被单独调节。根据计算的化学组成确定一组优化的操作参数。

Description

用于催化重整设备的操作
本发明涉及原油加工领域。特别地，它涉及原油精炼的一个部分领域，特别是催化重整，其目的是增加辛烷值和从原油蒸馏获得的粗汽油中获得分子氢和短链烃(通常称为LPG，即液化石油气)，以及根据需要，还用于增加芳烃的份额。
特别是传统的固定床反应器以及稍微更复杂的再生的、所谓的CCR反应器，其已知用于催化重整。通常，两种类型的反应器都包括旋转圆柱形容积，其中具有砂状稠度的催化剂布置在外部气体可渗透壁和内部气体可渗透壁之间，并且通常从外部到内部，具有待重整的蒸发的粗汽油(石脑油)以及具有含有分子氢的循环气体的气体混合物流过该反应器。由于该过程，这种气体混合物改变了它的组成。流过一个或多个反应器的这种气体混合物在下文中称为操作气体。
通常，操作气体连续流过几个反应器级，然后在后加工步骤中作为重整产物分馏，并且分馏后产生的产物(氢气混合物，循环气体从氢气混合物中分出；重整产物、LGP、蒸汽、废气等)可以被进一步提取或加工。在所谓的半再生设备中，反应器级由单独的固定床反应器形成，而在再生(CCR)设备中，反应器级由部分反应器形成，部分反应器在某些情况下被布置在彼此之上，并且催化剂流过所述部分反应器。
反应器的性能取决于一系列参数，其中包括压缩机产生的操作压力、操作温度(通常为正负500℃)、催化剂的组成和条件以及操作气体的组成。
已知在催化重整设备中应用调节(闭环控制)软件。这种软件基于重整产物的气相色谱结果，通过过程所需的加热元件以及设备的泵调节(闭环控制)操作压力和操作温度，所述重整产物在最后的反应器级之后产生。这种调节软件的优点是可以对设备中变化的条件作出快速反应(然而，至少在启动程序之后，这在实践中通常没有什么相关性)。然而，这种调节软件仅在有限的程度上适合于过程的优化，不只是因为实时的反应需求仅允许非常粗略的数据的采集和处理。
同样已知的是动力学反应器模型，其允许在统计值的帮助下，以通用方式，即基于关于应用部件的通用信息，对设备进行非常粗略的建模。
由于非常大的产量和精炼设备的非常大的操作费用，百分之几或者甚至百分之一的十分之一的优化收益确实值得付出巨大的努力。因此，期望有方法进一步改善现有或新规划的催化重整设备的效率。因此，效率的这种改善是本发明的目的。
本发明尤其是基于这样的认识，即用于设备的平衡状态(具有恒定的操作参数)下的操作的操作参数的计算确定对于催化重整是有利的，尤其是如果除了其他事项之外，每个反应器入口处的操作气体的温度可以作为确实可以调节的这样的操作参数而单独调节。
因此，提供了一种用于操作催化重整设备的方法，所述设备包括多个反应器，所述反应器包括催化剂，并且包括烃和分子氢的操作气体连续流过所述反应器，其中所述操作气体的组成在反应器中变化，并且其中产物在最后的反应器的出口侧产生。
根据该方法，并且在第一步骤中，获取已经投入操作的设备的特定的、恒定的、固定的特征和操作参数，并且通过测量确定产物或部分量的产物(例如不含分子氢)的化学组成。
在第二步骤(第一模拟阶段)中，进行反应器中的化学过程的模拟，其中考虑了各个反应器中的不同条件，并且其中除了几何特征和操作参数之外，还将测量的化学组成进入模拟中。
在第三步骤(第二模拟阶段)中，不需要进一步测量，进行具有变化的操作参数的化学程序的模拟。根据一个方面，发明的特征在于，本文中除了循环气体(例如作为循环气体成分的分子氢)的流速之外，每个反应器入口处的操作气体的温度也可以作为操作参数和调节变量单独调节。
根据第三步骤的模拟用于通过一组操作参数(包括每个反应器入口处的单个操作气体温度)来优化操作参数，该组操作参数相对于通过操作参数的变化而确定的定义的目标来优化。
第三步骤中操作参数的优化可以以本身已知的方式实现。一种可能性在于首先设定目标值。这种目标值可以是简单的值，例如辛烷值、重整产物总量、氢气量等。然而，它也可以更复杂，例如由输出侧产物特征值的目标函数A产生的值组成-在一个简单的实例中，它可以是归一化特征(辛烷值、氢气量、环烷烃份额、石蜡份额等)的加权平均。然后，该目标值通过变化操作参数而被最大化，例如，首先以逐步的方式以粗略的缩放，并且在最大值的环境中以更精细的缩放，等等。从数值学中已知的其他最大化方法诸如例如选择随机数作为初始值也是可以想象的。
目标函数的实例有：
给定辛烷值下重整产物输出的最大化：
A(Ti，G，Q，P)→最大；
给定重整产物的量不变，辛烷值的最大化：
Ok(Ti，G，Q，P)→最大；
给定辛烷值或重整产物的输出的预定限制，氢(H2)的输出的最大化：
H2(Ti，G，Q，P)→最大；
重整产物中一种或多种烃(芳烃)输出的最大化，同时限制剩余的产物参数。
Ya，YH，Yп(Ti，G，Q，P)→最大；
操作参数变化的带宽是由技术上有意义的限制所决定的，该限制对于反应器是已知的并已记录的：
T最小<Ti<T最大(T最小，Ti，T最大-每个反应器在其记录的极限值内的可变温度范围)。下限值由例如催化剂的反应温度确定，上限值由其耐热性确定。举例来说：T最小＝457℃，T最大＝520℃。
P最小<Pi<P最大，(P最小，Pi，P最大-每个反应器在其记录的极限值内的可变压力范围)
n最小<n<n最大，(n最小，ni，n最大-循环气体与原材料在其记录的极限值中的可变比例)。实例：1000-1800Нм3/м3
Ok＝Ok0，(Ok，Ok0产生的和给定的辛烷值)
G最小<Gi<G最大(G最小，Gi，G最大-输入气体混合物(进料)在其记录的极限值中，反应器单元的可变容积利用率)。
Q-反应器单元入口处循环气体的体积消耗
I-在变化范围内的值
Ti，Pi，在本文中可获得单元的每个反应器单独的值。
在第四步骤中，调节反应器，使得其在优化的操作参数下操作，特别是除其他事项外，在每个反应器的入口处以不同的目标操作气体温度操作。
设备的恒定特征包括设备几何形状、催化剂的组成、物理设备部件的其他特征(例如设备的类型(固定床反应器与CCR设备；一个或多个压缩机的存在、通过反应器的流动方向等)。因此，恒定特征是要模拟的当前设备的非常特定的特征，并且通过测量或通过现有设备特定的规范(例如计划、催化剂规范等)来确定，而不像现有技术中那样，仅仅是例如对通用类型的每个部件有效的通用值。
操作参数是可以由设备的操作者至少部分地调节的值，例如压力、温度、通过反应器的材料流量、循环气体的流速(具体地：分子氢的流速；循环气体可以包括除此之外的其他成分，例如氮气、惰性气体等)
相应地，用于上述类型设备的优化方法包括以下方法步骤：
-获取设备的特定恒定特征和操作参数，
-模拟第一阶段中反应器中的化学过程，其中考虑各个反应器中的不同条件，并且其中除了恒定特征和预定操作参数(例如压力、温度、通过反应器的材料流量)之外，在最后的反应器的出口侧产生的产物或部分产物的测量化学组成也进入模拟，
-在第二阶段中，在具有变化的操作参数的反应器中模拟化学过程，其中除了循环气体(例如作为循环气体成分的分子氢)的流速之外，每个反应器入口处的操作气体的温度也作为操作参数单独调节，并且其中作为模拟的结果计算产物的化学组成。
一组优化的操作参数以手动或自动的方式从第二阶段的结果确定，特别是通过基于预定的标准相对于特定目标进行比较的计算的化学组成和那些相对于所选目标带来最佳结果的操作参数确定。
已经发现反应器入口温度作为相互独立的调节变量的创造性使用对于优化特别有利。它允许特别适合于相应反应器中的反应动力学的操作，同时考虑到操作气体的组成因反应器而异的事实。
另一个操作参数是压力。在实施方案中，由于设备被相应地设计(例如通过每个反应器提供一个压缩机)，压力也作为操作参数被单独设置，每个反应器压力不同。这种可能性特别是在固定床反应器的情况下产生，而且在反应器并排布置的CCR设备的情况下也是如此。
特别地，该方法离线进行，即所述数据(恒定特征、操作参数、测量结果)被收集一次，随之进行进一步的步骤，而对于进一步的步骤不需要来自设备的反馈。虽然在线调节(闭环控制)给人的印象是能够更快地对变化做出反应，并且由于可用的计算机能力，这方面的可能性大，但是在本上下文中发现离线方案是有利的。
一方面，由于该程序，可以使用特定的高分辨气相色谱分析，而不需要由于所需的速度而预先分组到粗定义的物质组中。在根据现有技术的闭环控制系统中，气相色谱的结果通常必须在大约5分钟内获得，这就是为什么人们只能考虑广泛定义的物质组，例如仅仅一位数的物质组。然而，已经发现，考虑存在于操作气体中的大量物质组-例如没有预先分组，即同时考虑到气相色谱仪的全部测量精度和/或以特别是至少30种的大量的物质和物质组考虑-不仅带来描述进行的过程精度的改进，而且允许整个设备效率的有效的、可测量的改进而优化。
这并不排除被测量和进料物质/物质组能够被模型分组为对模拟有意义的子组。
另一方面，已经发现离线方案比具有反馈的闭环控制更适合于确定最佳平衡状态，这可能不仅仅是因为普通设备的巨大规模和相应的惯性。
在实施方案中，上述步骤因此离线进行，而不进行在模拟步骤期间进行并且重新进入计算的测量步骤。作为补充或供选择地，如上所述，在没有预先分组下考虑气相色谱分析的结果。因此，与现有技术相反，不直接使用气相色谱数据作为过程控制的反馈信号(当然，不排除这在根据本发明的方法之外附加地进行)，而是通过所述过程间接使用，关于该过程测量数据不再直接进入优化(第二阶段)。这种似乎不太直接的程序被发现是有利的。这是因为更准确地考虑反应动力学也是可能的，并且整体上得到平衡状态的更准确、更可靠的模拟。适应性操作参数可以包括：
-每个反应器入口处的操作气体温度(可单独选择，例如从反应器到反应器略微升高)；
-压力；如果设备允许，每个反应器之间可能有所不同；
-进料速度(即每单位时间的粗汽油量)；
-每单位时间的H2气体量。
实际模拟步骤的特征特别在于，反应动力学考虑到从设备获得的真实数据，同时考虑到催化剂的特征，其中也可以包括气体分子在催化剂表面停留的持续时间。因此，它们不同于现有技术中已知的统计方法，在现有技术中，人们试图基于经验值和类似类型的不同设备的数据来估计现有设备的操作参数。
用于催化重整的反应器中的化学程序本身是已知的，应理解并且本身不是本发明的一部分，正如相应动力学的重要公式一样。因此，这里不再讨论它们，而是参考“dasLexikon der Chemie”，关键词“Reformieren”(1998 Spektrum Akademischer Verlag，(出版商)Heidelberg，目前可在互联网上以http://www.spektrum.de/lexikon/chemie/ reformieren/7875获得)，或者非常普遍地参考技术文献。
进行催化重整计算模拟的方法也是已知的，因此不是本发明的主题方式。A.Askari等人的出版物Petroleum&Coal 54(1)，76-84(2012)显示了一个实例。其中引用的参考文献2-12以及第2.1章涉及基本动力学模型。
在实施方案中，为了模拟-在第一阶段和第二阶段中-相应反应器的容积被细分为多个同轴中空圆柱体容积。通过这种方式考虑了反应器的总体上通常至少局部旋转圆柱形几何形状以及流动条件，其中在每种情况下反应器中操作气体的流动是通过催化剂从外部到内部或者可能相反地从内部到外部。
用于模拟的操作气体中的物质和/或物质组的气体量的浓度被假设为每中空圆柱体容积恒定，但是从中空圆柱体容积至中空圆柱体容积可能是不同的。每个中空圆柱体容积中的温度也可能不同于相邻中空圆柱体容积。化学反应应用于例如至少30种物质组，其中当前的(和测量的)物质被分组。
在第一模拟阶段中，特别是模型参数被调整，其中反应器的恒定特征以及进行测量的操作参数作为常数被包括在内。模型参数可以是纯现象学的(例如方程或公式中的系数，没有特殊的物理特征)，或者它们可以具有物理意义(例如表征流动阻力等)。在实施方案中，存在纯现象学以及物理参数。例如，从一组基于其他设备的经验值的模型参数起始值开始，进行化学反应的模拟，然后将根据该反应得到的产物与通过测量有效表征的产物进行比较，以便调整模型参数。然后，从起始值开始，模型参数系统地变化，以使计算结果与测量值(读数)尽可能一致。一旦-在中止标准中定量定义-根据模拟的产物特征足够接近于所测特征，第一阶段就完成并存储达成该协议的模型参数。它们在模拟方法的第二阶段中作为常数，其中操作参数是变化的。
关于产物的实际特征和计算特征如何互相接近的测量可以不需要更多的麻烦就能找到。例如，物质组的浓度可以数学上表示为多维向量空间的向量和度量，例如，当需要对组分进行特殊加权时，可以在该向量空间中定义欧几里得度量，其中对于产物特征，更重要的组分或仅以小浓度出现的组分可以比其他组分更大地加权。
在完成第一阶段之后，可以产生计算机程序，所述计算机程序在其核心包括用于第一阶段的模拟程序，但是包括模型参数和不变常数，其中操作参数是可变的。这种计算机程序是设备专用的程序，其相应地包括以设备专用方式调整的物理/化学模型。这种计算机程序可以以压缩和/或加密的形式传送给设备的操作者。
在第二阶段中，出于过程优化的目的，然后使用变化的操作参数但使用恒定的模型参数进行模拟。本文中存在自动参数搜索的可能性-即，进行该方法的第二阶段的计算机程序以通过合适的算法控制的方式系统地改变操作参数-或者参数的手动调整可以由用户实现，其中，由用户选择的具有操作参数的实际模拟当然也可以由技术辅助实现，因此由计算机实现。通过其可以有效地操作设备的优化的操作参数的选择可以基于预定的优化标准以自动方式实现，所述预定的优化标准例如各个值(辛烷值、H2收率、重整产物收率、LPG收率、芳烃产生、催化剂焦化的减少等)的实现优化值的权重，或者同样由操作者手动实现。
根据本发明方法的计算方法必须以计算机辅助的方式进行，并且需要高的计算机能力。然而，由于特别是它们可以离线进行，所以对计算能力只有非常宽松的最低要求。可以使用通用的、现代功能强大的计算机系统，特别是具有几个处理器或处理器内核的系统。
本发明还涉及用于进行此处描述的方法的计算机程序。
此外，本发明还涉及一种设备专用的计算机程序，该程序包括第一阶段的结果作为不再调整的固定参数，并且在该计算机程序中，操作参数可以以自动或手动的方式设置，以便进行模拟的第二阶段。特别地，设备专用的计算机程序可以包括加密形式的参数。
用于进行完全优化方法的计算机程序以及设备专用计算机程序可以根据此处描述的本发明的每个方面和每个实施方案来设计，即在本文中指定的并且与该方法相关的所有实施方案也可以应用于计算机程序。
本发明还涉及一种用于催化重整的上述类型的设备的操作方法，其中操作气体的不同温度可以在每个反应器的入口处以目标方式不同地调节，特别是基于模拟结果，特别是根据本文中描述的优化方法。
以下通过附图描述本发明的一些原理和实施例。示出：
图1通过反应器的示意性横截面图；
图2示意性地且同样以横截面表示，细分成同轴的中空圆柱体容积；
图3具有固定床反应器的设备的简化示意图；
图4 CCR设备的甚至更简化的示意图；
图5模拟过程第一阶段的简化流程图；和
图6模拟过程第二阶段的简化流程图。
图1示意性示出了反应器1的原理。在具有入口3的外部容器2中，在外部气体可渗透壁5和内部气体可渗透壁9之间形成至少部分填充有催化剂6的容积。操作气体通过外部气体可渗透壁5流入该容积，并又通过内部气体可渗透壁9流出该容积(流动方向由空心箭头7表示；不排除从内到外沿其它方向流动的操作)。存在于操作气体中的分子在穿过容积的路径上一次又一次地吸收在催化剂表面上，并又从那里解吸。在催化剂表面的停留持续时间取决于温度，吸附速率和流动路径取决于温度和压力，二者都对反应动力学有影响。此外，催化剂的特征-包括当前状态；焦化程度等-进入反应动力学。
如上所述，根据本发明，现在建议基于本身已知的化学反应对反应动力学进行建模，特别是以离线方式对它们进行建模，并基于模型调整可能受到影响的参数-“每个反应器的操作温度”、“压力，特别是每个反应器的压力”、“流量”和“进料/循环气体的比例”。
催化重整过程中的化学反应可细分为三个主要的组：
a)环烷烃脱水成芳烃
b)链烷烃脱水和环化成环烷烃
c)将环烷烃加氢裂化成短链烷烃
由此产生了一个线性方程系统。
这些反应的动力学可以以本身已知的方式基于质量作用定律、根据压力和主要温度以及催化剂的活性建模。本文中，温度、操作气体中单个反应伙伴的浓度以及一定程度上的压力还可以取决于反应器内的位置。根据本发明的一个方面，建议通过将填充有催化剂6的容积在模型中划分成图2中示意性地示出的环形部分容积的方式来考虑这一点。如图1的水平截面图，图2示意性地示出了同轴中空圆柱体容积11，其例如每个都具有相等大的厚度。也不排除中空圆柱体容积尺寸的其他划分，例如通过相等地选择容积，由此产生不同的厚度。
流入模型的参数-例如操作气体中各种物质的温度T和浓度Ck-以及压力P也可能从中空圆柱体容积至中空圆柱体容积是不同的(索引i，index i)。特别地，对于所示的气体流动方向(图1)，温度可以通过在反应器中发生的反应全部是吸热而从外部降低到内部。
图3示出了半再生型设备(即催化剂的再生在该设备中是可能的，但仅在关闭相关反应器的同时)。该设备包括三个连续连接的反应器1，特别是固定床反应器1.1、1.2、1.3。调节设备(不需要物理地配置为一个单元，并且可以包括例如彼此分离的几个元件)21.1、21.2、21.3在每种情况下都布置在这些的上游。这种调节设备包括调节的(闭环控制的)操作气体加热器以及泵送装置(通常是压缩机；如果需要，还可以为仍然是液体的份额提供输送泵)。在该设备的实施方案中，不是每个调节设备都包括加热器，而是例如仅包括其中之一。为此，用于第二和第三反应器的调节设备21.2、21.3的泵符号在图3中以虚线示出，即表示为可选的。
入口侧的操作气体A由已经通过加热进入气态或者仍然在第一调节设备21.1中汽化的进料F以及由循环气体K形成。操作气体被连续地引导通过三个反应器1.1、1.2、1.3，其中它改变其组成。在最后的反应器1.3之后产生的重整产物P在其冷却之后被进料到气体分离器26(相应的热交换器和冷却器可以根据现有技术设计，并且在图3中没有画出)。非挥发性组分R(重整产物)随后被引入进一步的处理步骤，该处理步骤可以对应于现有技术的状态，并且在此不再进一步说明。所得到的富含分子氢的挥发性组分G在分馏器27中通过循环气体K这样的大量气体分馏，所述气体在入口侧又与进料混合，这对于期望的过程是必要的。剩余的气体G被引走，并根据需要进行利用。
控制装置24通过具有温度测量和/或压力测量和/或流量测量的调节设备以及控制装置被配置为设置调节设备的相应装置并且在必要时重新调节它们使得实现预定的相应值(温度/压力/流量等)来控制调节设备21.1、21.2、21.3，其中控制回路可以在每种情况下以本身已知的方式存在。
就其构造而言，该设备整体上可以类似于已知类型的设备来构造。然而，它至少在如何配置控制装置24的方面特别与现有技术不同。
气相色谱仪31存在于最后的反应器的出口侧(直接连接到最后的反应器上，或者也随后连接到气体分离器26的上游或者下游)，气相色谱仪的输出32流入操作数据，该操作数据用于以随后描述的方式控制设备。在图3中通过方框33表示测量数据M对控制装置24的影响，所述影响根据这里描述的程序仅仅是间接的。
图4以甚至更示意性的方式(未示出控制装置和气相色谱仪)示出了一种变型，其中该设备被设计为再生设备和反应器1.1、1.2、1.3布置在彼此之上，使得催化剂在操作过程中由于重力缓慢地输送通过反应器，如由空心箭头以非常示意性的方式示出的，并且催化剂在从最后的反应器移除之后再生，并且再生的催化剂材料在操作过程中连续地供给到第一反应器1.1。
这种设备不同于图3所示类型的设备，特别是也通过反应器的操作压力不能由于催化剂材料的交换而彼此完全独立地控制的事实。因此，图4中的第二和第三调节设备21.2、21.3被绘制为没有自主泵送装置。
在图3和图4中以示意和简化的方式表示的设备仅被理解为实例。根据本发明的程序还涉及其他设备，例如具有多于(或可能少于)三个反应器的设备、具有彼此相邻布置的反应器的再生设备(以及具有用于催化剂的运输系统，所述系统是为此配置)。
图5显示了过程优化方法第一阶段的顺序。“St”表示过程的开始。在第一步骤C中，设备的恒定真实参数(反应器的几何形状、填充量等)被读入。然后(步骤B)读入在过程优化之前在设备中应用的操作参数；过程压力、过程温度、循环气流等属于操作参数。测量数据M随后被读入，特别是关于产物P或重整产物R组成的数据，所述数据从气相色谱仪获得(见图3)。与根据现有技术的控制系统相比，本文在气相色谱仪的分辨率精度的框架内考虑了完整的气相色谱仪，即，为了获得必要的分析速度，没有按照现有技术进行化合物的预先分组。
在下一步骤Par中，选择模型参数(步骤Par)。初始模型参数可以例如总是相同地选择，或者它们可以由操作员或软件基于数据(常数、操作参数、测量值)粗略估计。随后进行具有模型参数的模拟S，并且量化由模型产生的值与测量值的偏差(步骤A)。如果偏差不符合中止标准(即偏差大于预定值；分支位置K)，模型参数被调整(回到步骤Par)，并且重新进行模拟。这一直进行到模型参数产生与真实数据足够小的偏差。一旦满足中止标准(K)，就存储当前成功的模型参数(Sa)，并完成过程优化方法的第一阶段(Stp)。
特别地，第一阶段的结果可以以软件的形式实现为针对某种设备定制的方法，具有存储的模型参数。然后，通过根据本发明的方法的专业用户或设备操作员，可以用该软件以自动的方式或在测试系列中手动调整操作参数。
图6显示了过程优化方法的第二阶段。首先(步骤C，B)重新读入常数和操作参数，其中这些也可以被过程优化方法的第一阶段采用。同样采用在过程优化方法的第一阶段中确定和存储的模型参数MP(步骤Sa)。然后进行模拟(步骤S)，并针对要进行的优化分析结果(步骤A)。由于优化潜力仍然被识别(分支位置O)，操作参数发生修改(ModB)，随之重新模拟。该程序通过操作参数的系统变化来重复，直到不再存在明显的优化潜力。只有这样，被识别为优化的操作参数才被存储(Sa')并输出，这完成了过程优化方法的第二阶段。
用于优化的规范可以是
-提高重整产物的收率
-提高辛烷值
-增加分子氢的收率
-提高LGP的收率
-增加某些芳烃的收率
-增加催化剂的使用寿命(减少焦化)
规范各自涉及与没有过程优化的操作的比较。这些规范部分相互矛盾，至于哪一个规范优先，可以接受的哪一个规范很难实施，或者根本不能实施，这取决于具体的要求。然而，已经发现，在一定程度上，所有或至少几乎所有的规范都可以根据许多设备的优化潜力实施，特别是增加个位数百分比范围或-给定催化剂的使用寿命-更高。
因此，在过程优化方法的进一步步骤中，该设备用适应的操作参数操作。为此，进行缓慢、可控的调整。这可以以自动方式实现，或者通过操作控制装置24通过个人操作手动实现。
原则上，存在这样的选择，即在过程优化方法的最后的步骤之后，再次从第一阶段开始进行过程优化方法，以便再次用处于优化状态的测量值(在第一阶段中)和用已调整的模型参数来调整模型参数，以再次确定是否存在进一步的优化潜力。然而，这通常根本不是必要的，因为模型对于操作参数的调整是稳健的。
实施例：根据本发明，对具有三个固定床反应器的设备进行催化重整过程的最佳方案的示例性计算。下表显示了结果摘录：
Figure BDA0002333005480000121
在该表中，Q(以103m3/h计)说明循环气体的体积消耗，Ti为相应反应器入口处的温度，G为对应于Q的进料(以m3/h计)，Ok为辛烷值。
通过优化，重整产物的收率与基本方案相比可以增加3-5％，并且在78-82％(基本方案)的收率的基础上通过优化达到83.1-85.6％的收率。
与其他过程优化相比，所示的催化重整多参数优化模型具有以下优点：
-通过使用迄今为止没有充分参与反应的反应区的技术折衷区域，提高所应用的催化剂的有效性。
-通过在整个催化剂区域内确保均匀的流体动力阻力以及同时增加活性催化剂区域与流过催化剂区域的副气体(paragas)混合物的质量的比例，将生产量增加3-5％(最高达8％是可能的)并改善其质量。
-通过确定和选择重整器单元在选定环形容积中的最佳操作参数，在与催化剂接触期间影响副气体混合物中热化学反应的动力学。

Claims (16)

1.一种用于优化催化重整设备的操作的方法，所述设备包括多个反应器，所述反应器包括催化剂，并且包括烃和分子氢的操作气体连续流过所述反应器，其中所述操作气体的组成在反应器中变化，并且其中产物在最后的反应器的出口侧产生，所述方法包括以下步骤：
-获取操作过程中存在的设备的特定恒定特征和初始运行参数，
-计算模拟第一阶段反应器中的化学过程，其中考虑各个反应器中的不同条件，并且其中除了恒定特征和获得的初始操作参数之外，在最后的反应器的出口侧产生的产物或该产物的部分量的化学组成的测量结果也进入模拟，
-计算模拟在第一阶段之后的第二阶段中具有不同的、变化的操作参数的反应器中的化学过程，同时考虑第一阶段的结果，其中除了分子氢的流速之外，每个反应器入口处的操作气体的不同温度被作为变化的操作参数单独调节，并且其中作为计算模拟的结果，计算产物的化学组成(其取决于操作参数)。
2.根据权利要求1的方法，其中在第二阶段中，反应器中的操作压力作为操作参数也是变化的。
3.根据权利要求2的方法，其中作为变化的操作参数，每个反应器中的不同压力也在第二阶段中单独调节。
4.根据前述权利要求之一的方法，其中第一阶段和第二阶段中的计算模拟是离线进行的。
5.根据前述权利要求之一的方法，其中化学组成的测量包括气相色谱分析。
6.根据权利要求5的方法，其中对于第一阶段，气相色谱分析的结果是在没有预先分组下获得的。
7.根据前述权利要求之一的方法，其中对于第一阶段中的模拟，所述反应器的恒定特征以及所述操作参数保持恒定，结果根据模型参数并与测量结果相比较来确定产物的计算化学组成，并使用系统变化的模型参数重复进行模拟，直到产物的计算化学组成与测量结果的偏差对应于中止标准，随之达到中止标准的那些模型参数被存储为在第二阶段中恒定的模型参数。
8.根据前述权利要求之一的方法，其中在完成第一阶段之后产生计算机程序，所述计算机程序包括用于在所述第二阶段中模拟的模拟程序以及作为在第一阶段中确定的常数的模型参数。
9.根据前述权利要求之一的方法，其中所述操作参数在第二阶段中是系统地变化的，以便根据预定的优化标准优化产物。
10.根据前述权利要求之一的方法，其中所述反应器的容积被细分为用于第一模拟以及用于第二模拟的同轴中空圆柱体容积，并且对于模拟，每中空圆柱体容积的操作气体中的物质和/或物质组的气体量的浓度被假设为恒定的，但是自中空圆柱体容积至中空圆柱体容积是潜在不同的。
11.一种用于操作催化重整设备的方法，所述设备包括多个反应器，所述反应器包括催化剂，并且包括烃和分子氢的操作气体连续流过所述反应器，其中反应器中操作气体的组成改变，并且其中产物在最后的反应器的出口侧产生，
其中所述设备首先以具有初始操作参数的恒定方式操作，并且随后进行根据前述权利要求之一的方法，
并且其中随后通过优化的操作参数替换初始操作参数来调整所述设备的操作。
12.一种用于操作催化重整设备的方法，特别是根据权利要求11的方法，所述设备包括多个反应器，所述反应器包括催化剂，并且包括烃和分子氢的操作气体连续流过所述反应器，其中反应器中操作气体的组成改变，并且其中产物在最后的反应器的出口侧产生，其中操作气体的不同温度在每个反应器的入口处被不同地调节。
13.一种计算机程序，其可以加载到数据处理设备或数据处理设备的系统上，并且在执行时允许数据处理设备或数据处理设备的系统进行根据权利要求1-10之一的方法。
14.一种数据载体，其包括根据权利要求13的计算机程序。
15.一种用于优化用于催化重整设备的操作的设备专用的计算机程序，所述设备包括多个反应器，所述反应器包括催化剂，并且包括烃和分子氢的操作气体连续流过所述反应器，其中反应器中操作气体的组成改变，并且其中产物在最后的反应器的出口侧产生，
其中所述计算机程序可以被加载到数据处理设备或数据处理设备的系统上，并且被配置为进行具有不同的、变化的操作参数的反应器中的化学过程的计算模拟，并且被配置为计算产物的化学组成，
并且其中所述计算机程序是通过它包括为反应器中化学过程的计算模拟结果的模型参数而专门设计用于所述设备，在该模拟中，考虑了各个反应器中的不同条件，并且除了恒定特征和获得的初始操作参数之外，在最后的反应器的出口侧产生的产物或者该产物的部分量的化学组成的测量结果已经进入所述模拟中。
16.一种数据载体，其包括根据权利要求15的计算机程序。
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