FCC反应机理与分子水平动力学模型研究 III.重油催化裂化模型的建立

将一种基于催化裂化反应机理的动力学模型应用于重油催化裂化过程,实验确立了几种典型的催化裂化催化剂的反应速率常数。模拟实验的结果表明,通过实验确定的各反应速率常数不仅可以对重油催化裂化产品的产率分布进行模拟和预测,而且可以较为准确地对产品族组成进行模拟和预测。该模型包含十四个集总共24个反应速率常数,易于在提升管反应器上应用。     

重油催化裂化十二集总动力学模型研究

根据催化裂化反应机理和产物分布特点，建立了包含54条虚拟反应路径的重油催化裂化12集总反应网络。以Davison Circulating Riser（DCR）试验装置数据为基础，基于Python平台，将模型数学方程转化为程序语言，采用四阶Runge-Kutta 法求解模型微分方程、BFGS法优化目标函数，求取了模型的动力学参数。采用小型实验数据验证模型动力学参数，结果表明主要产品产率的计算值与实验值之间的相对误差均小于5%。说明所建模型的动力学参数是可靠的，能较好地反映重油催化裂化的反应规律，可用于对实际生产过程进行模拟优化。     

渣油催化裂化反应集总动力学模型的研究

应用集总理论，将渣油率裂化反发并为减压渣油、重燃料油、轻燃料油、汽油和气体＋焦炭，又将减压渣油，重燃料油、轻燃料油分为烷基碳、环烷碳和芳香碳、提出了渣油催化裂化反应的物理模型，考虑到碱性氮中毒、重芳环吸附和生焦引起时变失活的影响，通过催化裂化反应实验和参数估计，测定反应速率常数和活化能参数，建立了可以预测产品分布的渣油催化裂化反应十一集总动力学模型。     

催化裂化反应八集总动力学模型的初步研究

本文在确定催化裂化反应的八集总物理模型的基础上，以轻馏分油（ＬＧＯ）和重馏分油（ＨＧＯ）为原料，在小型固定流化床反应装置上进行各种条件的催化裂化反应实验。根据催化裂化反应不可逆的特点，采用自下而上分步测定的方法，通过参数估计确定了反应网络的速率常数，建立了催化裂化反应八集总动力学模型。研究结果表明，该模型能很好地拟合实验数据，预测不同条件下的产品分布，并与实际催化裂化反应规律相和会，为进一步研究和     

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。     

裂化催化剂集总动力学模型的研究

在重油催化裂化直一集总动力学模型的基础上，通过实验和参数估计，分别确定了ＲＨＺ－２００，ＺＣＭ－５，ＣＲＣ－３裂化催化剂的动力学参数，并运用模型的工业应用软件ＲＣＣＬＫ，对这些催化剂进行了工业验证及预测计算，结果表明，拟合性能良好，为集总动力学模型用于指导催化剂的选用及优化操作，早日实现裂化催化剂的“量体裁衣”打下了良好的基础。     

FDFCC工艺中重油提升管催化裂化反应动力学模型

 以国内首套FDFCC(灵活多效催化裂化)工业化装置—中国石化长岭分公司1^#重油提升管催化裂化装置的标定数据为基础，根据催化裂化反应机理，针对提升管内重油催化裂化特点及产品应用需要，采用集总理论，合理简化反应网络，建立了重油12集总催化裂化反应动力学模型。该12个集总为：原料饱和分[S_S]、芳香分[S_A]、胶质及沥青质[S_R]、柴油[D_I]、汽油饱和烃[G_S]、烯烃[G_O]、芳烃[G_A]、液化气中烷烃[L_P]、丙烯[L_O3]、丁烯[L_O4]、干气[D_R]和焦炭[C_K]。求取了56组动力学参数，并对不同原料、不同工况下的2组工业数据进行了验证。结果表明，模型能够预测重油提升管出口主要产品分布及其性质，相对误差均小于5%。本研究结果对FDFCC工业装置重油催化裂化提升管操作具有指导意义。     

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。     

多产丙烯重油催化裂化9集总动力学模型的研究

以重油为原料,采用多产丙烯催化裂化(FCC)平衡催化剂,在DCR实验装置上考察了重油多产丙烯的FCC反应规律。根据重油FCC反应机理,将原料划分成饱和烃、芳香烃、胶质/沥青质等3个集总,产物划分为干气、液化气(丙烯除外)、汽油、柴油、焦炭、丙烯等6个集总,构建多产丙烯反应网络,利用实验数据求取了27个反应的动力学参数,建立了适用于多产丙烯的重油FCC 9集总反应动力学模型。结果表明:反应动力学参数合理可靠,较好地反映了重油FCC的反应规律;所建模型具有良好的预测性,产品收率计算值与实验值的相对误差在±5.00%以内。     

重油催化裂化MIP工艺集总动力学模型

 根据催化裂化反应机理及MIP工艺的特点,开发了重油催化裂化12集总反应动力学模型。以公开发表的MIP工艺装置数据为基础,对模型参数进行验证计算。结果表明,模型对原料及柴油采用结构族组成划分集总,准确反映了不同碳原子结构反应性能的差异,并减少了反应途径数目。通过分步求解法求取反应动力学参数,有效减少了需同时估计的动力学参数个数,并提高了参数估计结果的精度和可靠性;计算值与实测值拟合良好。反应速率常数和活化能的分析结果表明,模型参数很好地反映了实际反应规律。     

催化裂化反应-再生系统机理建模的研究

根据集总反应动力学模型以及烧焦动力学模型,建立并求解了催化裂化机理模型.通过对整个流程模块化及建立子模块模型使得该方法能够适用于不同的催化裂化装置.通过参数优化,调整反应动力学常数以及再生催化剂的焦炭量和温度,使得建立的机理模型和工业生产实际相吻合.以所建立的机理模型为研究对象,考察了提升管反应温度、反应压力、剂油比和...     

Study on Lumped Kinetic Model for FDFCC I. Establishment of Model

According to the process features and the reaction mechanism of FDFCC technology, its two reaction subsystems, one for heavy oil riser reactor, the other for gasoline riser reactor, were respectively studied. Correspondingly, a 12-lump kinetic model for heavy oil FCC and a 9-lump kinetic model for gasoline catalytic upgrading were presented. Based on this work, mathematical correlation of the lumps in the feeds and products involved in the reaction subsystems and those of the overall reaction system were analyzed in detail. Then, a combined kinetic model for FDFCC, which was based on the data recovered from a commercial unit, was put forward. The reaction performance embodied by the kinetic constants for the combined model of FDFCC was in accordance with catalytic cracking reaction mechanism. The model-calculated values were close to the data obtained in commercial scale. The model was easy to be applied in practice and could also provide some theoretical groundwork for further research on kinetic model for FDFCC.     

催化裂化催化剂水热失活动力学模型

考虑裂化催化剂水热失活过程伴随着其中沸石的超稳化过程，经数学推导，建立了对应不同自抑制函数的催化剂水热失活失活动力学模型方程。利用裂化催化剂水热失活试验数据进行参数估值，建立了关联老化温度、时间和水蒸气分压的催化剂水热失活动力学模型。统计检验结果表明，二级自抑制的一级水热失活模型能很好地模拟试验数据，是较理想的水热失活动力学模型。模型预测结果表明，裂化催化剂活性和微反活性均随着老化时间的延长先快速下降，然后缓慢下降，特别是处于高的水热老化温度下为甚；水蒸气分压越高，催化剂活性和微反活性下降 幅度越大。     

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。     

FCC反应机理与分子水平动力学模型研究Ⅱ.轻馏分油反应动力学参数的测定

以三种不同的轻馏分油为原料，其中二种为催化蜡油生成的轻馏分油，采用三种不同性质的平衡催化剂，在小型催化裂化固定流化床装置上考察馏分油的催化转化反应规律。从催化裂化反应机理出发，把原料及其产物按馏程和化学组成分为链烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃等虚拟组分，通过参数估计求取18个反应动力学常数，建立集总动力学模型。结果表明：反应动力学常数反映了催化裂化反应的特征，该模型能较好地拟合试验数据，不仅能预测不同原料的产品分布，而且可以预测汽油和液化气组成，为进一步研究以重质油为原料降低汽油烯烃含量和多产轻烯烃的催化裂化反应作了准备。     

FCC废催化剂用于含胺污水臭氧催化氧化处理及其反应动力学研究

以FCC废催化剂作为臭氧催化氧化催化剂对含胺污水进行处理,考察臭氧浓度、FCC废催化剂添加量、污水pH、反应温度等因素对含胺污水化学需氧量（COD）降低效果的影响,并与工业常用臭氧催化氧化催化剂进行对比,分析采用FCC废催化剂时臭氧催化氧化有机胺反应动力学的影响因素,测定不同条件下的表观速率常数。结果显示：增大臭氧浓度和废催化剂添加量能快速降低污水COD;碱性条件会促进臭氧分解产生羟基自由基（.OH）,提高氧化反应速率;适当升高反应温度有利于氧化反应的进行,但温度过高会降低臭氧溶解度;FCC废催化剂协同臭氧的催化氧化效果明显优于工业常用臭氧催化氧化催化剂。动力学分析表明,在不同pH、温度和废催化剂添加量下臭氧催化氧化含有机胺污水过程均符合表观一级反应动力学。     

催化裂化提升管反应器预提升段流动特征

基于双流体的概念,耦合了颗粒端动能模型的颗粒流动力学模型,并结合循环流化床内气粒两相间传热及催化裂化反应的十三集总动力学模型,探讨了催化裂化提升管反应器预提升段催化剂颗粒的流动特征,给出了催化剂颗粒的速度场。     

提高汽、柴油收率的两段提升管催化裂化动力学模型研究及应用

 建立了提高汽、柴油收率的两段提升管催化裂化六集总动力学模型，根据小型提升管催化裂化装置的实验数据求取了动力学参数，并用Runge-Kuta方法对模型进行了求解。模型对两段提升管催化裂化技术进行计算的结果表明，一段的反应深度影响产品的产率和选择性，两段技术可以提高汽、柴油的产率，选择性和柴/汽比，降低干气和焦炭产率。与单段提升管催化裂化技术相比，当转化率为80%时，两段技术汽、柴油产率提高6.65%，选择性提高8.31%，柴/汽比由单段的0.71提高到1.07；当转化率为90%时，两段技术汽、柴油产率提高20.8%，选择性提高23.19%，柴/汽比提高到0.89。采用两段提升管技术，以汽、柴油作为目的产物时，汽、柴油的最大产率比单段提升管技术提高11.65%，选择性提高2.09%；以汽、柴油+液化气为目的产物时，汽、柴油+液化气的最大产率提高8.69%，汽、柴油的选择性提高16.87%，液化气的选择性则下降13.62%。