加氢裂化集总动力学模型的研究Ⅱ．正十烷加氢裂化集总模型

选用３８２４加氢裂化催化剂，对正十烷加氢裂化动力学进行了研究。根据Ｗｅｅｋｍａｎ集总理论，建立了正十烷加氢裂化四集总动力学模型。用Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法估计了各反应速率常数，确定了较完善的速率表达式和表现活化能，同时讨论了空速、温度、压力和反应活化能对产物分布的影响，为石油馏份加氢裂化集总动力学研究提供了基础数据。     

催化裂化反应集总策略的研究

本文在轻燃料油催化裂化反应六集总物理模型的基础上，提出２种五集总反应物理模型。利用催化理解化反应实验数据，通过参数估计研究了反应网络的速率常数。研究结果表明，五集总七参数反应动力学模型能较好地拟合实验数据，预测不同条件的产品分布，与催化裂化反应规律相符，并具有反应原料分析方法简便可行的优点。为进一步研究和开发催化裂动力学模型，提供了较好的集总方案。     

FCC汽油加氢脱硫四集总反应动力学数值模拟

采用欧拉多相流模型、四集总反应动力学模型、多孔介质传热模型和层流有限速率模型,对FCC汽油加氢脱硫反应器内的多相流动、反应和传热进行了数值模拟计算,考察了多孔介质床层的速度场、温度场、脱硫率和影响脱硫率的各操作参数。结果表明,多相流和传热模型的选取、集总参数的求解和等价反应模型的设置能够较准确地描述三相流动状态及温度分布状态,四集总反应动力学模型结合层流有限速率模型能较准确地模拟计算脱硫率高达94%(质量分数)的深度脱硫过程。在该模型良好的适应性和外推性的基础上,计算了体积空速、反应压力和氢/油体积比3个操作参数对FCC汽油加氢脱硫率的影响。     

催化裂化反应动力学模型的研究——轻烷烃催化裂化反应网络及动力学常数的确定

为了研究和建立催化裂化反应动力学模型,本文以集总体系的动力学模型为基础,对轻烷烃在兰州炼油厂高铝微球分子筛催化剂上的催化裂化反应进行了研究,建立了轻烷烃催化裂化反应网络,并用参数估计的方法确定了反应速率常数和催化剂时变失活常数。最后对模型计算值与实验值作了比较,两者有很好的一致性。     

低温费-托合成低温冷凝物加氢精制反应集总动力学

在200~300℃、液时空速1~40h-1、压力3MPa以及氢/油体积比300的条件下,采用Ni-W催化剂在固定床反应器中对低温费-托合成低温冷凝物(L-LC)加氢精制的集总动力学进行研究。将L-LC加氢精制反应体系划分为5个集总,构建了反应网络和动力学模型。依据实验数据计算动力学参数,得到其中正构烯烃加氢生成正构烷烃、正构烯烃异构化、异构烯烃加氢生成异构烷烃和异构烷烃生成正构烷烃反应的表观活化能分别为77.247、9.570、58.692、35.150kJ/mol。实验数据与该模型计算结果吻合,检验了该模型的准确性。利用模型讨论了烷烃异构化反应的平衡组成、中间产物的动力学规律和各集总组分反应速率的变化。     

柴油深度加氢脱硫集总-反应机理动力学

将硫化物按照脱硫难易程度分为二集总,再根据二集总硫化物的反应路径建立了加氢脱硫集总-反应机理动力学模型,以镇海混合油为原料,利用中试装置的实验数据,拟合出该模型的各项参数,并验证了模型的精密性。结果表明:该模型形式简单,可以描述柴油硫化物脱硫的反应规律;利用其计算出的含硫量和实验值具有较高的吻合度,15组对比数据残差平方和为0.780。     

基于结构导向集总的石脑油蒸汽裂解过程分子尺度动力学模型

用结构导向集总方法描述原料分子和构建反应网络,分别采用Materials Studio软件和四五阶龙格库塔法计算反应速率常数和求解动力学微分方程组,建立了1个石脑油蒸汽裂解过程的结构导向集总模型.模型选用7种结构向量描述石脑油分子组成,74条反应规则建立石脑油蒸汽裂解过程的反应网络.它可以在不同操作条件下预测不同石脑油原料蒸汽裂解过程中132种种子分子收率随时间的分布.模型计算结果表明,乙烯和丙烯收率的计算值和实验结果符合良好,相对误差不超过8%.模型对丁二烯,甲烷,乙烷等非主要产物也具有一定的预测能力.     

FCC汽油催化裂解生产低碳烯烃的动力学模型研究

针对催化裂化汽油催化裂解生产低碳烯烃的反应体系,建立了六集总动力学模型,推导出模型的解析解,利用小型提升管催化裂化试验装置的试验数据,采用最小二乘法求出了各集总之间的反应速率常数,并对所建立的模型进行了初步的检验,结果表明计算值与试验值吻合良好,模型具有较好的预测能力.对乙烯、丙烯的产率及选择性的计算表明,随停留时间的延长.产率有所增加,但选择性基本不变.     

改进的催化裂化集总动力学参数估计方法

针对催化裂化复杂反应体系 ,提出了一种在NLJ算法基础上改进的随机搜索优化算法NLJ ,该方法引入了优化的中间结果和目标函数的变化来修正搜索范围 ,从而减少了搜索的随机性。该方法应用于催化裂化十集总动力学模型轻循环油反应网络动力学参数估计 ,降低了搜索算法对初值和实验误差的要求 ,保证了收敛稳定性。     

渣油加氢脱硫反应集总动力学模型的事前模拟

 通过渣油加氢脱硫(HDS)中试装置实测数据，对渣油HDS反应集总动力学进行事前模拟。根据渣油中硫化物加氢反应速率的快慢，将其分别划分为2~6个集总，建立了5种渣油HDS反应集总动力学模型。通过对该5种模型拟合误差的比较分析，得到三、四集总模型的拟合平均相对误差最小。然后分别针对三、四集总渣油HDS反应动力学模型，求取了其动力学参数，并采用实测数据对模型的稳定性和外推性进行了验证。结果表明，模型参数中，温度、空速和氢分压等因素对HDS反应的影响符合硫化物加氢反应规律，对三、四集总模型验证的平均相对误差分别为2.32%和1.98%，说明模型的拟合性和预测性良好。所建模型可为渣油HDS反应集总动力学的深入研究提供参考。     

复杂反应速率常数的实验估计

提出并采用“实验数据拟合－积分最小二乘法”，由等温反应体系中各组分组成随时间变化的实验数据，无需迭代计算即可有效地估计各种复杂反应的速率常数。该方法首先对实验数据进行多项式拟合，将各组分的多项式拟合式代入反应动力学方程，再采用积分最小二乘法可得到两种类型的复杂反应速率常数估算式。采用该方法对苯热裂解脱氢为联苯和三苯基反应以及对含有可逆反应的单分子反应系统的反应速率常数进行了估计，计算结果与实验值吻合很好。还对重油加氢裂化集总反应速率常数的估计进行了探讨。     

加氢型化集总动力学模型的研究：Ⅰ.四氢萘加氢裂化集总模型

在国产加氢裂化催化剂３８２４上，利用连续流动微型反应装置，对四氢萘加氢裂化动力学进行了研究。根据四氢萘加氢裂化的反应结果，在一定的简化条件下，建立了四氢萘加氢裂化应集总网络。用Ｍａｒｇｕａｒｄｔ法估计了条步反应速率常数，预测了各反应产物分布，其结果与实验吻合。同时，讨论了空速、温度、反应活化能对产物分布的影响，为馏分油加氢裂化集总动力学研究提供了基础数据。     

重油接触裂解制乙烯集总反应动力学模型研究

从重油接触裂解 (HCC)工艺特点出发 ,在分析HCC工艺原料油结构族组成、考察不同原料油HCC反应行为的基础上 ,利用集总的方法 ,建立了HCC工艺 1 6集总反应动力学网络 (物理模型 ) ,并推导建立了数学模型。该模型体现了反应温度、反应压力、剂油比、水油比及催化剂活性等因素的影响 ,能够比较准确地描述HCC工艺的反应行为。采用分层测定和多参数估算方法 ,求取了反应网络中 70个反应速率常数和相应的活化能 ,并对该模型进行了实验验证。结果表明 ,模型计算值与实测值吻合良好 ,各产品产率计算值与实测值的绝对偏差一般在 0 5%左右 ,表明该软件具有较高计算精度和良好的预测能力     

催化裂化（裂解）集总反应动力学模型研究进展

分别从催化裂化集总反应动力学模型、催化裂解集总反应动力学模型、集总反应 流动耦合的催化裂化模型、集总反应 催化剂性质耦合的催化裂化模型、催化剂失活模型、建模数据来源、参数估算方法和集总动力学模型的关联模型等方面,系统地介绍了催化裂化(裂解)集总反应动力学模型的研究进展。在分析总结的基础上,针对催化裂化(裂解)集总反应动力学模型研究的后续发展提出了几点建议。     

“潜芳烃”集总动力学模型评价重整催化剂

本文提出利用“潜芳烃”概念建立重整反应潜芳烃集总动力学模型,用于快速评价及筛选催化剂;文中建议将长周期运转与催速老化法结合起来,在按“潜芳烃”集总动力学方法基础上评价催化剂,可以得到与传统方法一致的结果,而且可以获得较多的评价催化剂性能的信息。这是一种值得重视的方法。     

重油催化裂化油浆热重反应性能研究

采用PCT-Ⅱ型TG-DTA热重分析仪,以相同的升温速率研究了重油催化裂化油浆及其重馏分(大于550℃)在氮气保护下的热重反应性能,得到了油浆与油浆重馏分的失重率曲线、失重速率曲线、转化率曲线以及最大失重速率点。通过动力学回归可以发现,在300-596℃区间内,油浆热重反应可以用一级反应动力学方程来描述。在290-490℃温度区间内,油浆重馏分热重反应也可以用一级反应动力学方程来描述;在490-600℃温度区间内,油浆重馏分热重反应用二级反应动力学方程来描述较为理想。此外,还对油浆重馏分热重反应结焦物进行了电镜分析。结果表明,稠环芳烃脱氢缩合反应生焦是油浆及其重馏分生焦的主要来源。     

催化裂化五集总动力学模型参数估计方法

研究复杂反应体系动力学参数估计方法 ,提出Marquardt法的两种改进算法。一是引入步长因子λ ,并随着目标函数的变化调节其大小 ,控制计算过程快速进入收敛区间。二是当待估参数值进入收敛区间后 ,通过调节阻尼因子d的大小 ,加速收敛。该方法用于馏分油五集总催化裂化反应动力学模型的动力学参数估计 ,既降低了算法对初值的要求 ,保证收敛稳定性 ,又加快了迭代收敛速度。     

SKI-210催化二甲苯异构化反应的动力学研究

利用固定床反应装置,研究了SKI-210催化二甲苯异构化反应动力学.反应网络包括3种二甲苯异构体之间的连串主反应和二甲苯的歧化副反应.选择基于Langmuir吸附的一级反应动力学模型,采用初始速率法拟合得到反应速率常数和吸附平衡常数.模型计算得到的反应转化率与试验值吻合较好.利用该模型进行模拟分析,能较准确地描述反应条...     

FCC汽油催化转化动力学模型

以催化裂化反应机理为基础，将FCC汽油原料及产品按馏程和化学组成进行集总划分。考虑裂化、氢转移、芳构化和缩合等反应，对反应网络进行合理简化，提出了一种接近分子水平的动力学模型。通过参数估算求取14个动力学速率常数、反应活化能和指前因子，建立了汽油催化转化反应的十集总动力学模型。研究结果表明，采用该模型能预测不同反应条件下汽油转化反应产率分布和产品中汽油的烃类组成。     

固体酸催化丁烯-异丁烷烷基化反应机理层面动力学研究——反应网络生成

深入研究固体酸催化丁烯-异丁烷烷基化反应的机理,构建了以生成主要产物为导向的机理层面反应网络。反应网络由一系列动力学和热力学平衡控制的化学反应组成。根据热力学稳定性和产物选择性,反应体系中结合分子水平和集总水平的反应组分划分尺度,对反应组分进行管理,共包含107个反应组分,实现了与实验数据的匹配。在不损失动力学信息的前提下,通过比较各基元反应的反应速率,对反应类型加以限定,制定了不同类型基元反应的反应规则,反应网络共包含441个基元反应,有效提高了模型求解效率,并利用实验数据验证了反应网络的准确性。