页岩油加氢脱氮集总动力学模型

针对页岩油加氢改质过程中氮化物脱除特点,将原料油中氮化物依据脱除活性划分为2、3、4或5个集总,建立4种相应的加氢脱氮集总动力学模型。模型考虑了反应压力、液时空速、氢/油体积比及氮化物自阻碍因素对不同集总加氢脱氮反应的影响。以60个实验数据点为基础,求解得到动力学模型参数。对比4种动力学模型拟合效果和外推效果,并选用最佳模型预测原料油加氢脱氮最佳工艺条件。结果表明,4种模型相关系数均大于0.9983,均方差均小于1.9,较为合理。五集总模型拟合效果最好,拟合相对误差小于5%,可以较好地描述页岩油中氮化物脱除反应。五集总模型预测的龙口页岩油加氢脱氮最佳工艺条件为反应温度693.15 K、反应压力9 MPa、液时空速0.5h~(-1),与工艺条件考察实验结果一致。     

脱除页岩油中碱性氮化物的工艺研究

采用络合萃取精制-脱氮组合工艺脱除页岩油中的碱性氮化物,研究了脱除条件对碱性氮化物脱除效果的影响。结果表明,络合萃取精制-脱氮组合工艺脱氮效果优于络合萃取精制工艺。在以试剂A为脱氮剂,剂油体积比为0.15,反应温度为50℃,反应时间为25min,沉降时间为1h的最佳工艺条件下,可使碱性氮化物含量由2670.75μg/g降至76.36μg/g,碱性氮脱除率为97.14%,页岩油收率为75.2%。     

重油馏分加氢脱氮反应动力学模型的研究

本文根据石油重馏分油在3822崔化剂上的加氢脱氮实验结果,在一定的简化条件下,就影响加氢脱氮反应的几个最重要的因素建立了加氢脱氮反应动力学模型。应用这一模型可以预测不同原料油在不同脱氮反应条件下的反应结果。模型预测值与实验值拟合良好。对伊朗VGO加氢脱氮。无论预测脱氮率还是反应温度,所得结果均令人满意。     

煤焦油加氢精制催化剂的级配研究

在小型固定床加氢装置上对煤焦油加氢脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮催化剂级配比例进行了研究。考察了反应温度和液体体积空速对催化剂加氢反应活性的影响,建立了煤焦油加氢精制动力学模型。通过 Levenberg-Marquardt法拟合出各动力学参数,并根据模型得到了适合煤焦油加氢精制的级配参数。结果表明,该模型可对加氢精制过程的金属、硫、氮脱除率进行预测,并可根据煤焦油加氢操作工艺条件和产品油的要求,推算出适合的催化剂级配比例。     

桦甸页岩油柴油馏分中氮化物的加氢反应性能

采用硫化态NiMoW/Al2O3催化剂、在微型固定床加氢反应装置上,考察了反应温度、反应压力、停留时间和氢油体积比对桦甸页岩油柴油馏分中氮化物脱除率的影响,计算了加氢脱氮反应的表观动力学常数。实验结果表明,升高反应温度和反应压力或延长停留时间都能使碱性氮、非碱性氮及总氮的脱除率增加,但三者的增幅不同;增大氢油体积比使碱性氮、非碱性氮及总氮的脱除率先显著增加后略有减小。碱性氮、非碱性氮及总氮的加氢反应均符合拟一级反应动力学方程,在较低温度(340℃)下,总氮的脱除速率由碱性氮的脱除速率决定;而在较高温度(380℃)下,总氮的脱除速率由非碱性氮的脱除速率决定。NiMoW/Al2O3催化剂可有效降低加氢脱氮反应的表观活化能,具有较高的加氢脱氮活性。     

抚顺页岩油柴油馏分加氢脱硫动力学

针对抚顺页岩油柴油馏分加氢脱硫(HDS)反应的特点,采用集总的方法建立了抚顺页岩油柴油馏分加氢脱硫三集总动力学模型,并对相应的动力学参数进行了计算。结果表明,利用该模型计算得到的产物硫剩余率与实测值吻合较好,误差较小。该模型能够预测抚顺页岩油柴油馏分 HDS 过程中的硫化物脱除情况,所求取的动力学参数可靠,且模型具有一定的外推性。     

柴油加氢脱硫绝热反应动力学模型

研究了NiMo型催化剂在柴油加氢反应过程中的动力学规律,综合考虑硫化氢、氮化物和芳烃的抑制作用,建立了三集总加氢脱硫反应动力学模型。通过对反应过程中放热和温升的估算,建立了柴油绝热加氢脱硫反应动力学模型。根据模型计算了等温和绝热环境中物流性质沿反应器轴向的变化规律。结果显示,二者的变化规律存在明显差异,达到相同脱硫深度时,绝热条件中硫化物和氮化物前期脱除速率慢于等温条件。另外,通过模型详细描述了绝热条件各集总硫化物、氮化物和芳烃含量沿反应器轴向的变化规律,获得了各集总在反应器不同位置硫化物、氮化物和芳烃含量的定量数据,结果显示,硫化物、氮化物和芳烃含量各集总的变化趋势均不相同。     

煤焦油加氢脱氮动力学

在小型固定床加氢装置上,选取加氢脱氮催化剂中期缓慢失活阶段,研究煤焦油加氢脱氮动力学。依据加氢装置大量实验数据,运用Levenberg-Marquardt法拟合出各动力学参数,建立了煤焦油加氢脱氮动力学模型和催化剂失活函数表达式。该模型不仅能较为准确地预测不同工艺条件下加氢产品的氮含量,而且可以根据加氢工艺条件和产品指标的要求,预测催化剂的使用寿命。     

减压蜡油浆态床加氢工艺条件和动力学研究

对减压蜡油的浆态床加氢工艺条件进行了评价,并考察了减压蜡油的加氢脱硫和加氢脱氮动力学。研究结果表明,最佳的蜡油加氢工艺条件为反应温度360 oC、反应压力8 MPa、催化剂加入量（w）9 %、反应时间2 h左右。动力学研究结果表明：对于加氢脱硫反应,反应初期的表观活化能为100.44 kJ/mol;反应中期到末期,表观活化能为121.72 kJ/mol,这是由于不同类型的硫化物脱硫机理不同造成的;对于加氢脱氮反应,表观活化能为105.17 kJ/mol;在反应初期含氮化合物较难脱除,而在反应后期,烷基取代的二苯并噻吩类化合物为最难脱除的化合物。     

人工神经网络在汽柴油加氢脱氮中的应用

采用100 mL加氢装置,在温度320~360 ℃、空速1.2~2.0 h-1、氢油体积比350~550、压力6~8.5 MPa的条件下,应用Ni-Mo-P/Al2O3加氢精制催化剂对5种劣质汽柴油混合加氢脱氮率进行了考察。分别应用BP神经网络和RBF神经网络建立了用于预测汽柴油混合加氢脱氮率的模型,并应用RBF神经网络考察了原料油性质和工艺条件对加氢脱氮反应的影响大小。结果表明：BP神经网络和RBF神经网络对脱氮率预测的平均相对误差分别为3.42%和2.58%,均能满足工业要求;RBF神经网络的预测性能优于BP神经网络;实验中所用原料油性质对加氢脱氮反应的影响由强到弱的顺序为：硫含量＞密度＞氮含量＞50%馏出点＞运动黏度＞溴价;工艺条件对加氢脱氮反应的影响由强到弱的顺序为：温度＞空速＞压力＞氢油比,为汽柴油混合加氢脱氮工艺条件优化提供了指导。     

焦化蜡油中含氮化合物的加氢反应性能

 以NiW/CTS为催化剂，在固定床加氢微反装置上考察了反应温度（633~693K）、压力（5~8MPa）、停留时间（0.5~2h）和氢/油体积比（400~1200）对辽河焦化蜡油中碱性和非碱性含氮化合物的加氢脱除律的影响规律，并对反应数据进行了宏观动力学分析。结果表明，提高反应温度、压力和停留时间都有利于含氮化合物的脱除，其中碱性氮比非碱性氮更容易脱除，受反应条件的影响也更大；随着氢/油体积比的增加，含氮化合物的加氢脱除率呈现先增大后减小的趋势。动力学分析表明，原料中的碱性氮和非碱性氮的加氢脱除在实验条件下均符合拟一级反应动力学。非碱性氮的加氢反应速率较小，制约了总氮的脱除，而氮杂环的加氢是非碱性氮加氢脱除反应的控制步骤。     

MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化剂上噻吩加氢脱硫的动力学模型

采用共沉淀法制备了新型SiO2-TiO2-ZrO2载体,在固定床微反装置中,以质量分数为5 %噻吩的十二烷溶液为模型化合物,在氢分压为2~5 MPa、反应温度为320~380 ℃、氢油体积比为500~800、体积空速为2~8 h-1的范围内,考察了MoP/ SiO2-TiO2-ZrO2催化剂上加氢脱硫反应（HDS）的动力学性能。实验结果表明,噻吩转化率随着反应温度及氢分压增加而增加,随着氢油体积比和空速增加而降低。分别采用假1级和假2级平推流反应动力学模型对实验数据进行了拟合,结合Levenberg-Marquardt(LM)算法对参数进行优化求解,并将噻吩HDS反应的转化率实验值与模型计算值进行了比较,结果表明,假1级反应模型得到的计算值与实验值吻合较好。     

MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化喹啉加氢脱氮的反应动力学

 采用共沉淀法和共浸渍法制备了MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂。以喹啉为模型化合物,在固定床微反应器中考察了MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂的加氢脱氮（HDN）活性;在氢分压2~5 MPa、反应温度300~400℃、氢/油体积比200~800和体积空速2~8 h^-1条件下,建立了其HDN的反应动力学模型。结果表明,MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化喹啉HDN反应中,脱氮率随着反应温度升高先增加后趋于平缓,喹啉转化率则随着反应温度升高略有降低;脱氮率及转化率均随着氢分压增加而增加,随着体积空速增加而降低,而随着氢/油体积比增加变化不大。喹啉HDN的反应动力学模型为带有氮化物吸附的拟一级反应动力学模型,并结合Levenberg-Marquardt(L-M)算法对模型参数进行优化求解。将喹啉HDN反应的脱氮率实验值与模型计算值进行了比较,两者吻合较好,平均相对误差为6.87%。     

加氢裂化预处理催化剂功能分区研究

探究加氢裂化预处理过程中催化剂功能分区以及区域的反应规律,考察了在反应压力15.7 MPa、反应温度370℃、液态空速1.0 h-1、氢油体积比800的条件下,不同预处理催化剂功能区域脱氮率、脱硫率、芳烃转化率以及产品油的油品性质的差异.实验结果表明,原料油经过各反应区后油品性质不断提高,其中第一反应区影响最大,第一反...     

TiO2-SiO2二元复合载体的制备条件对加氢脱氮反应性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2复合载体,并进而制备出Ni2P/TiO2-SiO2 催化剂。在小型连续流动固定床反应器上以喹啉为模型化合物,考察复合载体的制备条件对催化剂加氢脱氮活性的影响。实验结果表明,复合载体的最佳制备条件为：n(Ti):n(Si)=1:2,n(CTAB):n(TBOT)=1:5,溶胶pH=3,载体焙烧终温550 ℃。采用最佳载体制备Ni2P/TiO2-SiO2 催化剂,在反应温度360 ℃ 、氢分压3 MPa、体积空速3 h-1、氢油体积比500的条件下,喹啉的加氢脱氮率可达到93.2%。     

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。     

减压蜡油加氢脱硫宏观反应动力学模型的研究

以减压蜡油为原料,考察反应温度、氢分压、体积空速、氢油比、原料油性质对加氢精制油硫含量的影响,建立减压蜡油加氢脱硫反应宏观动力学模型,对动力学参数的影响因素进行关联和试验验证。验证结果表明,模型计算得到的精制油硫含量与试验得到的精制油硫含量具有较好的吻合性。