為了保證裂解爐的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，工業(yè)二氯乙烷裂解爐一直運(yùn)行在一個(gè)比較穩(wěn)定小范圍的工況。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)裂解爐沒有安裝組分在線分析儀器，無法實(shí)時(shí)測(cè)出爐管出口裂解產(chǎn)物組成，標(biāo)識(shí)二氯乙烷裂解性能指標(biāo)唯一的控制變量是爐管出口溫度(COT)。此外，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)二氯乙烷裂解爐的操作條件進(jìn)行調(diào)試需要一定的風(fēng)險(xiǎn)性，使得二氯乙烷裂解爐的現(xiàn)場(chǎng)操作具有往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制在一個(gè)具體的范圍，操作點(diǎn)的設(shè)置具有一定的隨機(jī)性和盲目性。因此，結(jié)合裂解爐運(yùn)行機(jī)理信息，建立一個(gè)準(zhǔn)確高效的二氯乙烷裂解模型顯得非常重要。
    二氯乙烷裂解反應(yīng)是非常復(fù)雜的反應(yīng)，除了主要的產(chǎn)物氯乙烯和氯化氫等還包括乙炔、苯以及一些鹵代烴化合物等。裂解過程還會(huì)伴隨著焦的生成，故其裂解機(jī)理十分復(fù)雜。常用的裂解機(jī)理模型，包括有經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停�分子模型，自由基模型。�?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯�往是根�?jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)擬合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其外延性不足，往往不利于模擬分析測(cè)試。自由基模型由于其化學(xué)反應(yīng)方程數(shù)目多，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)很難獲得，加上引入的變量過多，導(dǎo)致計(jì)算代價(jià)成指數(shù)型增長(zhǎng)，也很難在該類模型中進(jìn)行分析測(cè)試。分子反應(yīng)模型由于化學(xué)反應(yīng)方程數(shù)目少，又有融合了反應(yīng)機(jī)理，因此在二氯乙烷裂解過程的建模與優(yōu)化中，研究者多采用分子反應(yīng)模型描述二氯乙烷裂解動(dòng)力學(xué)。此外，為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算量，在描述爐膛與爐管傳熱傳質(zhì)過程，也會(huì)對(duì)爐膛爐管模型進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化。由于二氯乙烷裂解爐爐管長(zhǎng)徑比很大，管內(nèi)幾乎不會(huì)發(fā)生返混現(xiàn)象，所以常用一維活塞流描述。爐膛由于其結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，也可以對(duì)爐膛進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化，通常采用零維或一維模型描述爐膛。提出了一級(jí)串聯(lián)的分子反應(yīng)模型，并通過實(shí)驗(yàn)室小試裝置數(shù)據(jù)模擬回歸出了其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。隨后，利用提出的動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合零維別洛康法，模擬了二氯乙烷裂過程，并討論了一些操作參數(shù)對(duì)二氯乙烷裂解過程的影在該反應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，修正了裂解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，采用結(jié)合別洛康法與一維分區(qū)理論描述爐膛傳熱。在該模型的基礎(chǔ)上，完成了燃料氣配比以及爐膛煙氣溫度分布的優(yōu)化工作，為工業(yè)二氯乙烷裂解爐的優(yōu)化做了開創(chuàng)性的工作。模型基礎(chǔ)上，采用序貫二次規(guī)劃法優(yōu)化二氯乙烷裂裂解收率，得到了不同的二氯乙烷進(jìn)料流率下最優(yōu)的爐膛分區(qū)溫度，并由此提出而二氯乙烷裂解爐爐膛應(yīng)采用降溫序列的分區(qū)操作法，以及裂解爐爐膛高溫輻射區(qū)、降溫輻射區(qū)、爐頂對(duì)流傳熱區(qū)的優(yōu)化集成方案。也在該一級(jí)串聯(lián)模型反應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，討論了操作條件對(duì)于二乙烷裂解轉(zhuǎn)化率的影響。此外，在其它類型的裂解爐如乙烯裂解爐的文獻(xiàn)中，也很多給出裂解爐建模方法的研究。華東理工大利用一維Lobo-Evans法針對(duì)一工業(yè)乙烯裂解爐開發(fā)了專用裂解爐模型。在此基礎(chǔ)上，添加了傳輸線模型，是對(duì)乙烯裂解爐模型的有效補(bǔ)充，使得模型更具有適應(yīng)性，模擬結(jié)果也與工業(yè)實(shí)際測(cè)量值更加吻合。www.chnlcjt.com