长链烷烃脱氢制单烯烃动力学模型Ⅱ.工业脱氢反应器模拟

以高纯度的长链烷烃为原料,采用固定床工业脱氢反应器进行反应制取直链单烯烃,其中脱氢催化剂在使用过程中会缓慢失活。采用一维拟均相绝热径向反应器模型模拟工业脱氢反应器,结合长链烷烃的反应动力学模型,推导出物料衡算式以及热量衡算式,模拟估算工业脱氢反应,还定量预测和分析了反应器操作条件对反应的影响,确定了工业反应器催化剂失活动力学方程。结果表明,模型拟合效果良好,催化剂的活性随使用时间增长而下降,并成线性关系。该模型可用于催化剂活性变化的定量预测。     

苯和长链烯烃烷基化反应动力学模拟

在固定床反应器中,采用3种不同粒度的固体酸催化剂,在300℃、8.0 MPa的超临界条件下进行了长链烯烃与苯的烷基化反应实验;建立了包括烷基化反应速率常数、烷基苯脱附速率常数和催化剂失活速率常数3个参数的烷基化反应动力学模型,采用实验数据对模型参数进行估值。对模型的F检验结果表明,建立的烷基化反应动力学模型可靠;不同重时空速和反应时间下的烷基化反应烯烃转化率实验值与计算值基本吻合,表明所建立的烷基化反应动力学模型计算精度高,可较好地模拟固体酸催化的多相烷基化反应过程。     

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。     

工业脱氢双环径向反应器模拟优化

以工业数据为基础,根据长链烷烃脱氢反应机理,建立了五集总反应动力学模型和催化剂失活动力学模型,并推导出工业脱氢双环径向反应器数学模型;采用序列二次规划方法同时优化计算动力学参数和流量分配系数;通过拟合催化剂活性变化趋势估计催化剂失活动力学模型参数.探究了操作条件对产物分布的影响,并根据建立的催化剂失活动力学模型合理调整...     

苯与长链烯烃烷基化固体酸催化反应动力学

 在消除外扩散阻力影响的情况下,进行各种条件下的烷基化固体酸催化反应动力学实验,并分别用4种方法计算了不同条件下烷基化系统的流体密度。通过动力学方程推导和模型参数估值,确定了烷基化反应速率常数及其活化能、有效扩散系数及其活化能、催化剂失活速率常数及其活化能等参数。研究结果表明,所建立的动力学模型具有较高的模拟计算精度,其显著性水平为α=0.01;烷基化反应总体上处于中孔扩散阻力区,Lee-Kesler法是计算所研究反应系统流体密度的较理想方法。随着反应温度的提高,烷基化反应速率常数增大,有效扩散系数降低,催化剂失活速率常数降低,适当提高反应温度有利于提高催化剂的活性稳定性。     

C9-C14直链烷烃脱氢制取单烯烃反应动力学模型研究综述

综述了C9-C14直链烷烃脱氢制取单烯烃反应动力学模型的研究现状及进展。对国内外20世纪80年代以来C9-C14直链烷烃脱氢制取单烯烃反应动力学和失活动力学模型进行分析比较,列举了不同模型的反应网络。对模型的建模原则、模型方程的求解和动力学参数估计问题进行了探讨,指出了不同模型的特点和应用情况。     

固体酸催化剂上苯与长链烯烃烷基化反应动力学研究

根据苯与长链烯烃烷基化反应动力学方程,笔者利用在负载杂多酸中孔分子筛催化剂上液-固相反应的实验数据进行参数估值,确定了反应速率常数、扩散系数、反应活化能和扩散活化能参数,建立了考虑内扩散影响的苯与长链烯烃烷基化反应动力学模型.结果表明,所建动力学模型具有较高的计算精度,符合苯与长链烯烃烷基化反应规律.     

无乙醇法工业制备的长链烷烃脱氢催化剂性能研究

在工业装置上，以水-乙醇为浸渍液溶剂制备长链烷烃脱氢催化剂，考察了溶剂中乙醇的作用。以N₂吸附-脱附、X射线衍射、CO脉冲化学吸附、H₂-程序升温还原、热重分析等方法对催化剂进行了表征，并在固定床反应器上对催化剂性能进行了评价。结果表明，以无乙醇添加的精制水作浸渍液溶剂制备的长链烷烃脱氢催化剂具有较高的Pt分散性、脱氢活性及较好的活性稳定性。     

含乙醇废水的膜分离提纯及回收液的再利用

采用膜分离技术提纯烷基苯厂某生产装置产生的含乙醇废水,通过渗透时间、渗透液乙醇浓度、膜通量等指标判断膜材料对乙醇废水的适用性.以膜提纯得到的乙醇溶液为原料,真空浸渍法制备贵金属铂(Pt)催化剂用于长链烷烃脱氢反应,通过微型反应装置进行催化剂评价实验,考察转化率、选择性、收率和催化剂失活参数等指标,结果表明:含乙醇废水经...     

甲醇制烯烃反应催化剂再生动力学研究

采用甲醇制烯烃(MTO)装置工业实测数据,对失活SAPO-34催化剂的烧炭再生动力学模型进行研究。建立了SAPO-34催化剂再生的宏观动力学模型,对模型中的动力学参数进行求取,结果与文献值接近,并用不同的数据进行验证,得到再生剂上炭浓度的计算值与实测值的相对误差在5%以内,表明该宏观动力学模型是可靠的。忽略催化剂外扩散的影响,根据失活的SAPO-34催化剂的结构性质,运用反应工程原理求得失活SAPO-34催化剂的内扩散有效系数为0.85,表明内扩散影响比较明显,若要提高烧焦效率,必须设法降低内扩散对反应速率的影响。     

Kinetic Parameters Optimization and Modeling of Catalytic Dehydrogenation of Heavy Paraffins to Olefins

A mathematical model for a fixed bed radial flow catalytic reactor was developed for dehydrogenation of heavy paraffins over Pt-Sn/Al₂O₃ catalyst. The model included appropriate kinetic rate expressions for the main dehydrogenation reaction as well as side reactions and catalyst deactivation. The reactor model consisted of a set of partial and ordinary as well as algebraic equations that were solved numerically to determine the concentration of various species along the radius of the bed as a function of time. The Nelder-Mead optimization method was used to obtain the optimum kinetic parameters. The validity of the model was demonstrated by comparing the predicted paraffin conversion and product distributions with experimental values reported in the literature.     

Kinetic Model of Heavy Paraffins Dehydrogenation

Kinetics of reaction and catalyst deactivation were determined based on the dehydrogenation of C₁₀ ? C₁₃ heavy paraffins to the corresponding mono-olefins, and Powell method was used to optimize the parameters. Activation energy and pre-exponential factor presented linear relationship with carbon number. The results showed that dehydrogenation became easier with the increase of carbon number of heavy paraffin and the deactivation of catalyst became slower with the increase of LHSV and pressure. The validation of kinetic model showed it was in good accordance with experimental data.     

环戊醇液相脱氢本征动力学

以Raney镍为催化剂,对环戊醇脱氢制环戊酮的本征动力学进行了研究。首先通过热力学分析消除了环戊酮加氢逆反应的可能性,并通过机理讨论,认为可以用指数形式来表达环戊醇脱氢速率。采用高斯-牛顿法,根据实验数据进行参数估算,得到了本征动力学模型参数,经统计检验表明,所得动力学模型是适当的。该反应的速率方程为-dcA/dt=kc2A,反应活化能为63 05kJ/mol,反应速率常数为3 1×104exp(-63050/RT)。在动力学研究的基础上,对脱氢微观机理进行了讨论。     

Comparative analysis of catalyst operation in the process of higher paraffins dehydrogenation at different technological modes using mathematical model

Abstract

This paper presents the results of comparative analysis of three run cycles of platinum catalyst for higher paraffins C₉–C₁₄ dehydrogenation process, performed using mathematical model. The results of model calculations were compared with the experimental data obtained at the industrial unit. It was established that deactivation of the platinum dehydrogenation catalyst is influenced by the technological modes of its operation, such as temperature, pressure, hydrogen/feedstock molar ratio and water supply. In the process of higher paraffins dehydrogenation, the phenomenon of platinum catalyst self-regeneration is observed. This occurs due to the action of feedstock components, in particular water and hydrogen involved in oxidation and hydrogenation of intermediate condensation products (coke structures). Model calculations showed that with a decrease in the hydrogen/feedstock molar ratio and simultaneous increase in water supply, depending on the temperature and composition of feedstock, it is possible to slow down deactivation process and increase the catalyst service life. This fact was experimentally confirmed at industrial unit.     

馏分油催化脱蜡失活动力学的研究

通过处理等温积分反应器的试验数据,研究了馏分油催化脱蜡一级串联失活反应动力学模型。对动力学方程式的参数进行了估值,进而确立了在 Ｐｄ／ Ｚｎ Ｈ Ｚ Ｓ Ｍ ５ 催化剂上馏分油催化脱蜡的失活动力学方程。讨论了 Ｈ Ｚ Ｓ Ｍ５ 沸石催化剂浸渍金属 Ｎｉ或 Ｐｄ／ Ｚｎ 和高温水蒸气处理对催化剂失活速率及选择性的影响。     

内扩散对苯和乙烯气相烃化反应失活动力学的影响

用无梯度内循环反应器研究了内扩散阻力存在下,在 AF-5分子筛催化剂上进行的苯气相烃化反应失活动力学的数学模型。通过分析扩散现象对失活动力学的影响及实验数据的关联,得到了在变容与失活双重影响下的有效因子的定量描述式。在温度范围为340-420℃,空速范围为2—4gC_2H_4/gcat·b,进口苯烯摩尔比为1:1的情况下,得到了反应与失活速率常数值及反应和失活级数。     

半再生重整分子水平反应动力学模型

根据实验数据建立了半再生重整分子水平反应动力学模型。模型包括305个C1～C12分子组分及864个化学反应,其中包括数十种烯烃及C6～C9所有芳烃异构体的生成与转化。以Langmuir Hinshelwood Hougen Watson（LHHW）方程模拟反应速率,采用线性自由能关联方法（LFER）获取动力学参数,利用实验数据对模型进行了校正及检验。结果表明,芳烃脱烷基速率较低,应区分于加氢裂化反应;芳烃甲基迁移速率不容忽视,对C8+芳烃产物分布有影响;模型对贫、富芳烃2种原料在10组不同反应条件下的C5+液收、正构烷烃和环烷烃产率的预测较为准确,对C6～C9芳烃组分产率（质量分数）的预测偏差平均值小于3%。