总注入所述提升管反应器的初始质量流量、所述各集总注入所述 提升管反应器时的初始溫度、所述各集总的摩尔质量、所述各原料集总的摩尔热容、所述催 化剂的堆密度、所述第一反应区的内径、所述提升管反应器中的沉降器顶部压力、所述第一 反应区的长度和所述第二反应区的长度，通过第一进口段模型，为所述第一反应区的进口 处计算第一初始溫度、第一初始压力、所述各集总的第一初始摩尔流量、所述油气的第一初 始线速度W及所述催化剂的第一初始线速度;其中，所述第一进口段模型表示在所述第一 反应区的进口段中所述油气与所述催化剂进行绝热等洽且无化学反应的物理混合过程。
[0037] 在本实施例中，物料的组分通过集总来体现，所述各集总表示提升管反应器中物 料所具有的各组分。其中，注入到提升管反应器的物料即是原料。本实施例提及的各集总包 括有原料中的各集总，即各原料集总。原料通常包括渣油、蜡油、催化剂、预提升蒸汽、雾化 蒸汽和干气。因此，各原料集总可W包括渣油集总、蜡油集总、催化剂集总、包括预提升蒸汽 和雾化蒸汽在内的蒸汽集总和干气集总。此外，原料在提升管反应器中进行流化催化裂化 反应，反应后会得到的产物相对于原料来说组分会发生变化。本实施例提及的各集总也包 括有产物中的各集总，即各产物集总。产物通常包括有渣油、蜡油、柴油、汽油、液化气和干 气焦炭。因此，各产物集总可W包括渣油集总、蜡油集总、柴油集总、汽油集总、液化气集总 和干气焦炭集总。可W理解的是，有些集总即属于原料集总也属于产物集总，如渣油集总、 蜡油集总等;有些集总仅属于原料集总而不属于产物集总，如催化剂集总等;有些集总仅属 于产物集总而不属于原料集总，如柴油集总等。可W理解的是，原料集总和产物集总用于表 示集总的类型。
[0038] 需要说明的是，第一进口段模型是用于描述提升管反应器的进口段混合过程的数 学模型。提升管反应器的进口段混合过程在于，高溫催化剂经预提升蒸汽和干气进行流化， 并与经雾化蒸汽雾化后的原料油进行接触，原料油在高溫催化剂的作用下迅速气化，从而 实现油气和催化剂的混合。该混合过程可W视为绝热等洽且无化学反应发生的纯物理过 程。混合后的油气与催化剂具有相同的溫度和压力。可W理解的是，提升管反应器的进口段 即是第一反应区的进口段，在该进口段混合后的油气与催化剂进入第一反应区进行催化裂 化反应。因此，混合后的油气与催化剂的溫度和压力即是第一反应区进口处的溫度和压力， 混合后物料的各集总的摩尔流量即是在第一反应区进口处各集总的摩尔流量，混合后的油 气与催化剂的线速度即是第一反应区进口处的油气与催化剂的线速度。
[0039] 可W理解的是，第一进口模型可W包括第一初始溫度子模型、第一初始线速度子 模型、第一初始压力子模型和第一初始摩尔流量子模型。
[0040] 其中，第一初始溫度子模型可W包括W下公式（1)~(4)。
[0045] 其中，Τι,0为第一反应区的进口段中混合后的溫度，即第一反应区的进口处的初始 溫度，单位为Κ;出,0为第一反应区的进口段物料混合后的总洽，单位为为第一反应 区的进口段物料混合前的总洽，单位为为第一反应区的进口段物料混合前渣油和 蜡油的蒸发洽，单位为J/s;m(i)表示各集总的质量流量，具体地，m(l)表示渣油集总的质量 流量，m(2)表示蜡油集总注入提升管反应器的质量流量，m(3)表示催化剂集总的质量流量， m(4)表示包括预提升蒸汽和雾化蒸汽在内的蒸汽集总的质量流量，m(5)表示干气集总的质 量流量，单位为kg/s;M(i)表示各集总的摩尔质量，具体地，M(l)表示渣油集总的摩尔质量， M(2)表示蜡油集总的摩尔质量，M(3)表示催化剂集总的摩尔质量，M(4)表示蒸汽集总的摩 尔质量，Μ巧)表示干气集总的摩尔质量，单位为kg/mol;Cp(i)表示各集总的等压摩尔热容， 具体地，Cp(l)表示渣油集总的等压摩尔热容，Cp(2)表示蜡油集总的等压摩尔热容，Cp(3)表 示催化剂集总的等压摩尔热容，Cp(4)表示蒸汽集总的等压摩尔热容，Cp巧)表示干气集总的 等压摩尔热容，单位J/(mol · Κ);Τ(1)表示渣油集总的混合前溫度，Τ(2)表示蜡油集总的混 合前溫度，Τ(3)表示催化剂集总的混合前溫度，Τ(4)表示蒸汽集总的混合前溫度，Τ(5)表示 干气集总的混合前溫度，单位为Κ;Τ〇表示参考溫度，例如可W取273.15Κ;ΑΡΙ表示渣油和蜡 油的平均API指数，其中，ΑΡ巧旨数为美国石油学会用于划分油品等级的数值;Α(1)~Α(6)为 计算渣油和蜡油平均蒸发洽的关联式系数，其中，Α(1)为311.0，Α(2)为0.6045，A(3)为- 4.400e-3，A(4)为-4.100e-3，A(5)为-0.2795，A(6)为-5.023e-5。
[0046] 第一初始线速度子模型可W包括W下公式(5)~（10)。
[0化2] 公式（10):
[0053] 其中，Vgo为油气的初始体积流量，Vso为催化剂的初始体积流量，单位为m3/s; Ego为 油气的初始气体体积积分率，EsO为催化剂的初始固体体积积分率;UgO为油气在第一反应区 的进口段混合后的初始线速度，即油气在第一反应区进口处的第一初始线速度，UsO为催化 剂在第一反应区的进口段混合后的初始线速度，即催化剂在第一反应区进口处的第一初始 线速度，单位为m/s;R为气体常数，取值为8.314J/(mol ·Κ);Ρι,〇为第一反应区的进口段中 混合后的初始压力，即第一反应区的进口处的第一初始压力，单位为化;化为催化剂堆密 度，单位为kg/m3; di为提升管反应器在第一反应区的内径，单位为m;其余参数符号的含义可 参见公式（1)~(4)的介绍。
[0054] 第一初始压力子模型可W包括W下公式(11)。
[0化5] 公式（11);
[0056] 其中，Pi,0为第一反应区的进口段中混合后的初始压力，即第一反应区的进口处的 第一初始压力，单位为化;Pg为提升管反应器中沉降器顶部的压力，单位为化;hi为提升管反 应器中第一反应区的长度，h2为提升管反应器中第二反应区的长度，单位为m;g为重力加速 度，取值为9.81m/s2。其余参数符号的含义可参见公式(1)~（10)的介绍。
[0057] 第一初始摩尔流量子模型可W包括W下公式(12)。
[005引公式（12):N(i)o=m'（i)/M'（i);
[0059] 其中，N(i)o表示第一反应区的进口段中各集总的初始摩尔流量，即在第一反应区 的进口处各集总的第一初始摩尔流量，单位为mol/s，具体地，N(l)o表示第一反应区的进口 处渣油集总的第一初始摩尔流量，N(2)o表示第一反应区的进口处蜡油集总的第一初始摩 尔流量，N(3)o表示第一反应区的进口处柴油集总的第一初始摩尔流量，N(4)o表示第一反应 区的进口处汽油集总的第一初始摩尔流量，N(5)o表示第一反应区的进口处液化气集总的 第一初始摩尔流量，N(6)〇表示第一反应区的进口处干气焦炭集总的第一初始摩尔流量;m' (i)o表示第一反应区的进口段中各集总的初始质量流量，即在第一反应区的进口处各集总 的初始质量流量，单位为kg/s，具体地，m'（1)0表示第一反应区的进口处渣油集总的初始质 量流量，m'（2)日表示第一反应区的进口处蜡油集总的初始质量流量，m'（3)日表示第一反应区 的进口处柴油集总的初始质量流量，m'（4)0表示第一反应区的进口处汽油集总的初始质量 流量，m'（5)日表示第一反应区的进口处液化气集总的初始质量流量，m'（6)日表示第一反应区 的进口处干气焦炭集总的初始质量流量;Μ'α)表示各集总的摩尔质量，单位为kg/mol，具 体地，M'（1)表示渣油集总的摩尔质量，M'（2)表示蜡油集总的摩尔质量，M'（3)表示柴油集 总的摩尔质量，M'（4)表示汽油集总的摩尔质量，M'（5)表示液化气集总的摩尔质量，M'（6) 表示干气焦炭集总的摩尔质量。可W理解的是，m'（1)0与m(l)均对应于渣油集总的质量流 量，两者是相同的;m'（2)0与m(2)均对应于蜡油集总的摩尔质量，两者是相同的;Μ'α)与Μ (1)均对应于蜡油集总的质量流量，两者是相同的;Μ'（2)与Μ(2)均对应于蜡油集总的摩尔 质量，两者是相同的。
[0060] S302、根据所述第一初始溫度、所述第一初始压力、所述各集总的第一初始摩尔流 量、所述油气的第一初始线速度、所述催化剂的第一初始线速度、所述各集总的摩尔质量、 所述各集总的摩尔热容、催化裂化反应过程的平均摩尔反应热、所述催化剂的平均粒径、所 述第一反应区的长度W及所述各集总在所述第一反应区的反应速率，通过第一反应区模 型，为所述第一反应区的出口处计算第一目标溫度、第一目标压力、所述各集总的第一目标 摩尔流量、所述油气的第一目标线速度W及所述催化剂的第一目标线速度;其中，所述第一 反应区模型表示在所述第一反应区中所述油气与所述催化剂进行理想平推流反应，所述各 集总在所述第一反应区的反应速率表示所述各集总在所述第一反应区进行一次裂化反应。
[0061] 可W理解的是，第一反应区模型用于描述提升管反应器的第一反应区中催化裂化 反应过程的数学模型。在本实施例中，所提及的理想平推流反应，表示满足绝热且气固两相 流体动量守恒的反应过程。具体地，在第一反应区中，油气的流速大、停留时间短，气固两相 流动的反应过程近似于平推流。因此，第一反应区的反应过程可W被视为理想平推流反应， 第一反应区模型可W用于描述第一反应区中油气与催化剂进行理想平推流反应。
[0062] 需要说明的是，第一反应区模型可W包括所述各产物集总的第一反应动力学微分 方程、第一反应热力学微分方程、第一气固两相流体动力学微分方程和第一压力分布微分 方程。
[0063] 其中，各产物集总的第一反应动力学微分方程可W包括W下公式(13)~（17)。
[0070]其中，N(i)x表示第一反应区中距离进口 X米处各集总的摩尔流量，即N(i)di表示第 一反应区的出口处各集总的第一目标摩尔流量，单位为mol/s，具体地，N( 1 )x表示第一反应 区中距离进口 X米处渣油集总的摩尔流量，N(2)x表示第一反应区中距离进口 X米处蜡油集 总的摩尔流量，N( 3 )x表示第一反应区中距离进口 X米处柴油集总的摩尔流量，N(4)x表示第 一反应区中距离进口 X米处汽油集总的摩尔流量，N(5)x表示第一反应区中距离进口 X米处 液化气集总的摩尔流量，N(6)x表示第一反应区中距离进口 X米处干气焦炭集总的摩尔流 量;r(i)x表示第一反应区中距离进口 X米处各集总的反应速率，即r(i)di表示第一反应区的 出口处各集总的反应速率，单位为mol/化g · S)，具体地，r(l)x表示第一反应区中距离进口 X米处渣油集总的反应速率，r(2)x表示第一反应区中距离进口 X米处蜡油集总的反应速率， r(3)x表示第一反应区中距离进口 X米处柴油集总的反应速率，r(4)x表示第一反应区中距离 进口 X米处汽油集总的反应速率，r(5)x表示第一反应区中距离进口 X米处液化气集总的反 应速率，r(6)x表示第一反应区中距离进口 X米处干气焦炭集总的反应速率;B为常数，取值 为206; Es,x为第一反应区中距离进口 X米处的催化剂体积分率;fx为第一反应区中距离进口 X米处的催化剂结炭率;为第一反应区中距离进口 X米处的压力，Pdi为第一反应区的出口 处的第一目标压力，单位为化;Τχ为第一反应区中距离进口 X米处的溫度，Tdi为第一反应区 的出口处的第一目标溫度，单位为K; cg为干气焦炭集总中干气组分的摩尔分率;K为第一反 应区各集总反应速率矩阵，k(i)表示相应的集总间转化的反应速率，单位为m3Akg · h)，具 体地，k(l)~k(5)分别表示渣油集总向蜡油集总、柴油集总、汽油集总、液化气集总、干气焦 炭集总进行化学转化的反应速率，k(6)~k(9)分别表示蜡油集总向柴油集总、汽油集总、液 化气集总、干气焦炭集总进行化学转化的反应速率，k(10)~k(12)分别表示柴油集总向汽 油集总、液化气集总、干气焦炭集总进行化学转化的反应速率，k(13)~k(14)分别表示汽油 集总向液化气集总、干气焦炭集总进行化学转化的反应速率，k(15)表示液化气集总向干气 焦炭集总进行化学转化的反应速率。其余参数符号的含义可参见公式(1)~（12)的介绍。
[0071] 可W理解的是，考虑到第一反应区中催化裂化反应是W-次裂变为主，所述各集 总的第一反应动力学微分方程可W具体表示运样的反应过程:如图4所示，在所述第一反应 区中，所述渣油集总(VR/CS0)向所述蜡油集总(VG0/HC0)、所述柴油集总(LF0)、所汽油集总 (Gasoline)、所述液化气集总化PG)和所述干气焦炭(Gas+Coke)集总进行化学转换，所述蜡 油集总向所述柴油集总、所述汽油集总、所述液化气集总合所述干气焦炭集总进行化学转 化，所述柴油集总向所述汽油集总向所述汽油集总、所述液化气集总和所述干气焦炭集总 进行化学转化，所述汽油集总向所述液化气集总合所述干气焦炭集总进行化学转化，所述 液化气集总向所述干气焦炭集总进行化学转化;其中，上述的化学转化过程均可W被视为 不可逆一级反应过程，k(l)~k(15)分别表示对应的化学转化的反应速率。为了使得各集总 的第一反应动力学微分方程能够表示上述的反应过程，本实施例采用了上述公式（17)的反 应速率矩阵K来构造各集总的第一反应动力学微分方程。
[0072] 其中，矩阵K中k(i)可W按照表1和表2提供的方式进行计算。其中，表1和表2中的i 表示，表2中No.列中对应的标号。E(i)取No.为i的一行对应的E值，k〇(i)表示No.为i的一行 对应的k〇( i)的ko值。在表2中，SS表示原料饱和控，SA表示原料芳控，SR表示胶质和渐青质，D 表示柴油，GS表示汽油饱和控，GO表示汽油締控，GA表示汽油芳控，LPG表示液化气，Gas表示 干气，C表示焦炭。
[0073] 表 1
[0074]
[00巧]表2
[0076]
[0077] 所述第一反应热力学微分方程可W依据反应热力学原理原理，其表示在所述第一 反应区中的流化催化裂化反应过程为绝热过程。具体地，第一反应热力学微分方程可W包 括W下公式（18)。
[0078] 公式（18)
[0079] 其中，化为催化裂化反应过程的平均摩尔反应热，单位为J/kg;Cp,i表示各集总的 摩尔热容，单位为J/(mol .K)，具体地，cp,i表示渣油集总的摩尔热容，cp,2表示蜡油集总的 摩尔热容，Cp, 3表示柴油集总