常压柴油催化加氢脱硫反应动力学研究

以炼油厂常压柴油为原料,在固定床加氢反应器上进行催化加氢脱硫反应动力学研究。在工业级钴钼催化剂作用下,考察反应温度、H2分压、氢油体积比和液态空速对常压柴油催化加氢脱硫反应活性影响的规律。建立常压柴油催化加氢脱硫反应的动力学模型,并运用Levenberg-Marquard复合算法优化计算反应动力学模型中的相关参数。实验结果表明,在一定条件下,适当地增加反应温度、氢油体积比、H2分压以及减小液态空速,可提高常压柴油的脱硫率;动力学研究得出反应级数为1.6,表观活化能为18 580.24 J/mol;在实验条件范围内,建立了常压柴油催化加氢脱硫反应动力学模型;对所建模型进行相关性检验,发现实验值与模型计算值基本吻合。     

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。     

柴油加氢脱硫三集总动力学

采用固定床反应器，对加氢精制催化剂上的深度加氢脱硫(HDS)动力学进行研究，考察了反应温度、氢分压和空速对柴油脱硫效果的影响。根据柴油中各种硫化物的脱除行为，按被脱除的难易程度将柴油中的硫化物分为3类，构成三集总HDS模型，获得不同温度下的表观活化能(E)、指前因子(A)和对氢分压的分级数值。假定3类硫化物的活化能不变，将其指前因子与柴油的密度和馏程相关联，建立3个指前因子与中平均沸点的关系曲线，结合按温度切割的柴油窄馏分个数，建立三集总一级反应动力学模型，对方程进行了相关系数(R2)和残差检验。结果表明，所得动力学模型与实验数据吻合良好，在实际应用中可为开发新型超深度HDS催化剂及工艺提供理论指导。     

喹啉对Co-Mo/Al_2O_3催化二苯并噻吩加氢脱硫的反应动力学研究

在柴油加氢脱硫(HDS)催化剂FHUDS-5(Co-Mo/Al2O3)上,模拟工业高压搅拌反应釜生产工艺,考察了喹啉对二苯并噻吩(DBT)HDS反应活性的影响,并对其反应动力学进行了研究。结果表明,DBT的HDS反应主要通过加氢路径(HYD)和氢解路径(DDS)进行,符合一级反应动力学模型;当喹啉浓度很低时,其对DBT加氢脱硫反应的抑制作用强烈,但随着喹啉浓度的增加,这种抑制作用不再明显;当n为0.25时,喹啉对DBT加氢脱硫反应活性的影响符合于rDBT=kDBTCDBT/(1+Kn NCn N)动力学模型。     

CoMo/Al2O3催化剂柴油加氢脱芳烃集总反应动力学模型

为满足生产国六标准车用柴油的需要,采用等温高通量反应器,对加氢精制催化剂CoMo/Al2O3上的柴油加氢脱芳烃(HDA)动力学进行了研究。考察了反应温度、氢分压、氢/油体积比、空速等因素对柴油加氢脱芳烃反应的影响。根据芳烃加氢反应机理将柴油中的芳烃化合物按所含芳环个数分成了三集总。在此基础上,建立了考虑竞争吸附影响的集总反应动力学模型,并采用鲍威尔优化算法确定了模型参数。结果表明,所得动力学模型与实验结果吻合良好。进一步的验证结果表明,所建动力学模型能够很好地预测柴油加氢脱芳烃过程,所得模型可为柴油加氢脱芳烃反应的操作优化提供技术支撑。     

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。     

催化裂化柴油深度加氢脱硫反应动力学模型的研究

以催化裂化柴油为原料,在滴流床反应器中,考察了温度、压力、空速、氢油比等操作参数对ＲＮ－１催化剂深度加氢脱硫反应活性的影响,建立了催化裂化柴油加氢脱硫反应的表观动力学模型,并在此基础上,以神经网络的计算手段研究了原料油性质对脱硫反应的影响。结果表明,神经网络系统对试验数据的处理有很好的准确性,对新原料油试验结果的预测有较好的可靠性。     

焦化柴油中二苯并噻吩类含硫化合物的加氢脱硫反应动力学

采用20 mL高压连续反应装置,在压力5.0 MPa、体积空速0.7～3.0 h^-1、氢/油体积比400、温度330℃的条件下,考察了焦化柴油中难脱除的二苯并噻吩类含硫化合物（DBTs）在工业化负载型NiMo/γ-Al₂O₃催化剂上的加氢脱硫（HDS）反应活性。采用气相色谱 脉冲火焰光度检测器（GC-PFPD）对加氢前后焦化柴油中含硫化合物进行了定量分析,研究了它们在深度HDS过程中的脱除规律,建立了难脱除DBTs的HDS反应一级动力学模型。焦化柴油的深度HDS过程中,DBTs尤其是4位和6位取代的DBTs是最难脱除的含硫化合物,各含硫化合物的HDS反应速率常数大小顺序为DBT、 4-MDBT、4-EDBT、3,6-DMDBT、4-E,6-MDBT、2,4,6-TMDBT、4,6-DMDBT。     

LTAG加氢单元原料和产品组成的近红外快速分析及应用

利用383个催化裂化柴油和加氢柴油样品的近红外光谱及标准族组成数据,结合偏最小二乘(PLS)方法建立近红外混合分析模型,针对LTAG加氢单元中LCO原料和产品的详细族组成进行快速分析,并将该近红外快速分析方法应用于某炼油厂LTAG工艺过程中。模型验证结果显示预测值与样品族组成实测值非常接近,模型准确性与标准方法相当,重复性测试结果显示模型重复性优于标准方法;对炼油厂LTAG加氢装置原料和产品某些组分含量连续15天的近红外监控结果也证明该快速分析方法可满足实际应用需求。     

催化裂化回炼油加氢反应动力学模型

针对催化裂化回炼油组成和加氢反应特点,创新提出了“虚拟组分”CH基团和CH₂基团的新概念,提出可以用CH基团和CH₂基团间的加氢 脱氢可逆反应描述加氢过程中C、H变化规律,且构建了“虚拟组分”CH基团和CH₂基团间的加氢 脱氢可逆反应动力学模型及加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)反应动力学模型。所建模型均为1级动力学模型,可同时预测加氢油中C、H、S、N等元素组成。模型构建过程中,以模型数据值与试验值间的总方差∑R²作为目标值,所求模型参数较为准确。验证试验结果表明,该模型预测催化裂化回炼油的加氢油中C、H、S、N含量与实验值吻合度高。     

加氢反应过程对炼油厂加氢系统氢耗影响的分析

降低氢气消耗对炼油厂节能操作具有重要意义。笔者从加氢反应系统整体出发,通过耦合各加氢反应装置的脱硫、脱氮和芳烃饱和动力学过程,研究了反应温度和反应压力对加氢反应系统总氢耗的影响。以某炼油厂加氢反应系统为例,针对蜡油加氢、催化裂化、催化柴油加氢和催化汽油加氢的耦合加氢反应系统,提出了通过耦合加氢反应脱硫动力学过程降低炼油厂氢气网络氢耗的分析方法。采用该分析方法可使总氢耗降低2230 m3/h,降幅为728%;脱硫氢耗降低200 m3/h,降幅为2.64%;脱氮氢耗降低327 m3/h,降幅为9.28%;芳烃饱和氢耗降低1404 m3/h,降幅为11.13%。     

中低温煤焦油加氢脱金属动力学研究

在小型固定床加氢装置上,用加氢保护催化剂、加氢脱金属催化剂和加氢裂化催化剂对煤焦油进行了加氢脱金属动力学研究。考察了反应温度、氢分压、液态空速等操作参数对加氢脱金属反应活性的影响,建立了煤焦油加氢脱金属反应的动力学模型,通过Levenberg-Marquardt法拟合出各动力学参数,同时采用实测数据对模型进行了验证。实验结果表明,煤焦油加氢脱金属反应为1.2级反应,活化能为53.896kJ/mol,煤焦油加氢脱金属反应与渣油加氢脱金属反应类似;对加氢脱金属影响大小的参数顺序为:液态空速>反应温度>氢分压;动力学模型的相对误差均小于2.7%,该模型可较准确地预测产品中的金属含量。     

催化柴油掺炼比对柴油加氢工艺的影响北大核心CSCD

目的考查催化柴油掺炼比对混合柴油加氢工艺的影响。方法针对某炼厂物料平衡的需要及柴油加氢工业装置提高催化柴油掺炼比的需求,以混合柴油的加氢工艺为研究对象,在加氢中试装置上考查催化柴油的掺炼比对加氢工艺参数(平均反应温度)、产品分布和产品性质的影响,建立加氢工艺参数等与催化柴油掺炼比的关联式。结果①随着催化柴油掺炼比的提高,原料的组成更趋重质化、劣质化,加氢难度显著增加;②所建立的精制柴油硫含量、平均反应温度与催化柴油掺炼比的关联式可在一定范围内指导工艺参数的调整;③在同等条件下,随着催化柴油掺炼比的提高,混合柴油的转化率快速降低。综合考虑催化剂寿命、多产优质重整原料的需求以及兼产3号喷气燃料的要求,将催化柴油的掺炼比调整至30%左右较为合适。当产品性质有余量时,掺炼比可适当提高,同时在工业装置上完成验证。结论明确了劣质原料掺炼比对平均反应温度等加氢工艺参数以及加氢裂化产品分布和产品性质的影响,可为同类工业加氢装置掺炼劣质原料提供工业运行实例的参考。     

柴油加氢过程氢耗动力学模型及最优氢耗方案

采用微型高通量加氢实验装置对柴油加氢过程中的化学氢耗进行研究,将化学方程法计算得到的氢耗数据带入幂函数方程,建立了单一催化剂(CoMo或NiMo催化剂)沿反应器轴向加氢反应动力学模型。研究发现：将所建立的CoMo和NiMo的单一催化剂动力学模型进行组合可用于预测催化剂级配体系的氢耗数据;与单一NiMo催化剂装填方案相比,NiMo和CoMo混合级配由上至下的装填方案V(NiMo)/V(CoMo)=3时的氢耗更低,总氢耗降低了8.4%;且动力学拟合值与实验计算值的相对误差为4.5%。     

哌啶对MO/MCM-41催化剂上二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响

在固定床反应器上考察了哌啶对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫(HDS)反应活性及反应路径的影响。反应所用催化剂为MCM-41分子筛担载的Co-Mo或Ni-Mo硫化物,MoO3的负载量为20%,Co(Ni)与Mo的摩尔比为0.75。反应前,催化剂用10% H2S和90% H2的混合气进行硫化,硫化温度为400℃,硫化时间为3 h。HDS反应压力为5.0 MPa,温度为260-340℃,催化剂用量为0.2 g。反应原料为含哌啶和DBT分别为0-0.3%和0.8%的十氢萘溶液,液时空速为27 h-1。研究结果表明,无论是在Co-Mo／MCM-41 催化剂上还是在Ni-Mo／MCM-41催化剂上进行DBT的HDS反应,少量哌啶的存在都会大幅度降低催化剂的活性。由DBT的HDS反应产物的选择性分析发现,哌啶对HDS的抑制作用主要体现在对加氢反应路径的毒害作用。随着反应温度的升高,哌啶的加氢脱氮活性提高,HDS的反应活性接近于原料中没有哌啶时的活性,说明哌啶的毒害作用可能是因为它与含硫化合物竞争吸附而低温下加氢脱氮活性较低所致。     

氮化物对柴油深度和超深度加氢脱硫的影响 Ⅱ 工艺条件和催化剂的影响

 采用硅胶脱除原料中氮化物，得到硫含量相同而氮含量不同的4种柴油原料。为了考察不同的催化剂、反应温度和氢分压条件下，氮化物对加氢脱硫(HDS)反应的影响，在330~370℃、2.0~6.4MPa、液时空速2.0h-1、氢/油体积比300的条件下，分别采用NiW/Al2O3和CoMo/Al2O3催化剂在小型固定床实验装置上，对4种柴油原料进行HDS反应。结果表明，氮化物对HDS反应有明显的抑制作用，但在两种催化剂上氮化物对HDS反应的抑制作用大小在不同的反应条件下的变化是不同的。当反应温度高于340℃或氢分压高于4.8MPa时，氮化物对CoMo/Al2O3 HDS活性的抑制作用大于对NiW/Al2O3上HDS活性的抑制作用；当氢分压低于3.2MPa时，氮化物对NiW/Al2O3 HDS活性的抑制作用较大。     

蜡油加氢脱硫催化剂RN-32V的失活动力学研究

在中型固定床反应器上,以中国石化青岛炼油化工有限责任公司减压蜡油为原料,进行了加氢脱硫反应试验,并在此基础上建立了加氢脱硫反应动力学模型,同时考察了RN-32V催化剂活性随运转时间的变化情况,并建立了基于反应动力学的催化剂脱硫失活模型。对失活模型的验证结果表明,采用所建立的失活模型可较好地预测不同运行阶段产品硫含量及催化剂寿命,在指导工业装置运转方面有较好的参考价值。     

贵金属催化剂加氢脱硫反应机理的研究进展

综述了近年来不同模型含硫化合物在贵金属催化剂上的加氢脱硫(HDS)反应机理及研究进展。对贵金属催化剂HDS反应的热力学和动力学进行了分析,重点讨论了载体性质、制备方法和贵金属类型对不同模型含硫化合物HDS反应的影响。贵金属催化剂上HDS反应机理的研究有利于寻求合适的催化剂和反应条件,为深度HDS催化剂的开发和应用提供理论基础,对实际生产具有重要的理论指导意义。     

催化裂化掺炼渣油加氢柴油降低柴汽比的试验研究

为了经济高效调整产品结构,降低炼油厂柴汽比,进行了催化裂化装置掺炼渣油加氢柴油的试验研究。结果表明,与重油催化裂化原料相比,渣油加氢柴油具有更好的可裂化性能和汽油选择性,其转化率高达79.46%,汽油收率高达62.72%。某装置掺炼5.34%渣油加氢柴油时,每天可减少柴油198.4 t,增产高辛烷值汽油154.1 t,可显著降低炼油厂柴汽比,汽油研究法辛烷值(RON)增加0.2个单位。     

二苯并噻吩在γ-Al_2O_3负载的β-Mo_2N_(0.78)催化剂上加氢脱硫的研究

采用以N2 -H2 混合气为反应气的程序升温还原氮化反应 ,以γ -Al2 O3 为载体 ,钼酸铵为氧化钼前体 ,合成了γ -Al2 O3 负载的 β -Mo2 N0 78催化剂。以二苯并噻吩 (DBT)为模型化合物 ,考察了催化剂的加氢脱硫 (HDS)催化性能。结果表明 ,DBT在催化剂上的HDS反应有直接氢解脱硫和加氢脱硫两种途径 ;DBT的转化率和产物中环己基苯(CHB)选择性在一定范围内随钼负载量的增大而提高 ;提高反应压力可同时提高HDS反应活性和CHB选择性 ;但升高反应温度 ,只提高HDS反应的活性 ,对选择性影响甚小 ;催化剂的氢气预还原处理使催化剂的活性有所下降 ,但联苯的选择性有所提高