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随着国际原油价格上涨及国外低成本乙烯的竞争加剧,拓宽乙烯原料来源、优化裂解工艺条件成为弥补我国目前烯烃原料供应紧张和提高烯烃收率的有效途径。本文通过构建基于结构导向集总的乙烯原料裂解反应动力学模型研究了石脑油(NT)、加氢裂化尾油(HVGO)、废弃油脂(WCO)及原料掺炼的裂解工艺条件和掺炼比。首先,根据不同乙烯裂解原料分子的结构组成,通过7种结构单元来描述石脑油、6种结构单元来描述加氢裂化尾油、8种结构单元来描述废弃油脂,分别选取39种、106种和6种分子来描述石脑油、加氢裂化尾油和废弃油脂的分子组成并建立分子矩阵。根据石油烃和脂肪酸类的裂解反应机理,共建立了343条反应规则来反映以石脑油、加氢裂化尾油和废弃油脂为原料的蒸汽裂解反应。基于过渡态理论建立了理论计算分子反应速率常数的方法,并对分子反应过程进行模拟,继而建立了乙烯原料的蒸汽裂解反应动力学模型。在乙烯原料蒸汽裂解小试装置上进行平行性试验,实验结果与工业数据进行对比,验证了小试装置具有良好的可靠性。在相同工艺操作条件下,以NT、HVGGO、80%NT+20%WCO,20%NT+80%WCO为原料,对比不同原料的模型计算值与实验值,误差小于8%,表明模型对不同原料的预测准确性高。以HVGO为原料,对比不同工艺操作条件下的模型计算值与实验值,误差不超过8%,表明模型对不同工艺操作条件具有良好的适应性。通过构建的乙烯原料裂解结构导向集总模型,模拟计算得到优化工艺操作条件和原料掺炼比,同时与在乙烯原料蒸汽裂解小试装置上试验考察的优化工艺操作条件和原料掺炼比进行对比,模型计算求取的最优操作区间和掺炼比与实验结果基本一致,表明所建立的结构导向集总模型可以指导裂解工艺参数和掺炼比的优化。模型计算表明20%NT+80%WCO为优化的掺炼原料。以此原料,在裂解温度为850℃、停留时间0.77s、水油比0.81的条件下进行小试试验,乙烯收率达到最大值30.96%,比相同条件下石脑油裂解的乙烯收率高约5%,三烯收率为52.58%,通过掺炼废弃油脂代替部分石脑油作为裂解制乙烯原料拓宽了乙烯原料来源。