重油催化裂解集总动力学模型研究

建立了重油催化裂解七集总动力学模型,给出了模型的反应网络和数学表达式.利用小型固定流化床实验装置对大庆常压渣油进行了催化裂解实验,获得求取动力学参数的实验数据.提出了一个新的基于原料性质和操作条件的裂解催化剂失活模型.结合实验数据,编程求取了集总模型的动力学参数,催化裂解的反应活化能基本上都大于100kJ/mol,介于催化裂化活化能和热裂化活化能之间.根据所建立的集总动力学模型,预测了原料转化率、裂解产品产率和分布随操作条件的变化趋势,发现重油催化裂解宜采用高温、短油气停留时间的操作方式.     

下行床反应器内催化裂化过程的CFD模拟

耦合湍流气粒多相流模型和催化裂化集总动力学模型,建立了描述下行床内多相流动和催化裂化过程的反应器数学模型,并利用计算流体力学单元模拟软件CFX4.3对下行床内的催化裂化过程进行了数值模拟及分析.模型能预测出在工业应用中反应器内最受关注的诸多参数,如固含率、相间滑移速度、压降、气固相的加速区以及各组分浓度的分布情况.预测结果表明,气相反应的进行将导致反应器内的气粒流动行为发生较大变化,充分考虑反应与流动行为的耦合十分重要;而反应器床径的增大将导致转化率和各产物收率的下降.     

重油催化裂解技术研究进展

重油催化裂解技术以增产乙烯、丙烯等低碳烯烃为主要目标,是重油轻质化的有效手段。对催化裂解技术的研究,催化剂和反应器是其核心。本文综述了重油催化裂解技术中采用的各种催化剂和反应器的研究进展,阐述了不同催化剂的适用条件和不同类型反应器的流体特性,并指出深入研究下行床反应器及开发与之匹配的催化剂将是今后开发重油催化裂解技术最具潜力的研究方向。     

下行床反应器用于重油催化裂解制取低碳烯烃

建立了一套下行式循环流化床反应装置,利用此装置进行了重油催化裂解制取低碳烯烃的实验研究.以中间基丙烷脱沥青油(DAO)为原料、工业CHP-1分子筛平衡剂为催化剂,主要考察了下行床反应器中反应温度和剂油比对实验结果的影响.试验表明：当以丙烯、丁烯为目标产物时,反应温度存在最佳值,剂油比越大低碳烯烃收率越高.由于下行床具有短停留时间、气固流动更均匀和返混小的优点,能获得更高的产品收率,使干气收率受到抑制.试验结果说明下行床反应器是一种适合于石油烃类裂解工艺过程的反应器形式.     

大庆常压渣油催化裂解反应动力学模型研究

针对大庆常压渣油催化裂解反应体系,建立了大庆常压渣油催化裂解五集总动力学模型,推导出了各集总组分在反应器出口处的浓度表达式,给出了一种用于求取集总模型参数的简单方法。结合实验数据,编程计算求取了该五集总反应网络的速率常数、指前因子和活化能,并对所建集总模型的预测效果进行了初步检验,结果表明该模型对催化裂解汽柴油、气体烷烃和气体烯烃具有较好的预测能力,短停留时间有利于多产低碳烯烃。     

石脑油催化裂解结构化反应器反应特性的CFD模拟

以石脑油为原料,采用催化裂解六集总动力学模型,建立描述结构化反应器内催化裂解的反应器数学模型,并利用CFD软件对结构化反应器内的石脑油催化裂解性能进行数值模拟。通过改变孔道直径、反应器长度以及反应器内温度、气体入口速率考察反应器结构尺寸和反应条件对目标产物乙烯、丙烯的收率及石脑油转化率的影响。结果表明,反应器孔道直径的增加,目标产物收率减小,反应器长度20 mm时反应完全,升高反应温度和增大入口速率均有利于目标产物的生成。在入口温度680 ℃和入口速率0.4 m·s^-1条件下,石脑油转化率92%,乙烯收率19.3%,丙烯收率23.1%。而在相同反应条件下的固定床反应器中乙烯收率10.3%,丙烯收率13.3%,石脑油转化率80.0%。     

Pd/C上松香催化歧化反应集总动力学

以松香为原料、改性Pd/C为催化剂、200#油为溶剂及N2为保护气,进行松香催化歧化反应集总动力学的研究。在消除内外扩散影响的条件下,在线跟踪48315～53315 K的反应产物并用毛细管柱气相色谱法测定反应体系组成随时间的变化关系。根据松香歧化反应机理和特点,借鉴集总思想和方法,按结构族组成和动力学相近原则划分该复杂反应体系的集总组分,构建了Pd/C上松香歧化集总反应网络,建立了枞酸型树脂酸、海松酸型树脂酸、氢化枞酸型树脂酸、氢化海松酸型树脂酸和脱氢枞酸五集总动力学模型;采用Levenberg-Marquart法,以Matlab编程和SPSS数理统计软件估算了模型参数,得到枞酸型树脂酸脱氢、加氢,海松酸型树脂酸加氢反应过程的活化能分别为11139 kJ·mol-1、10876 kJ·mol-1、9735 kJ·mol-1,结果表明,所建动力学模型与实验数据吻合良好,并能预测反应在54315 K的集总组分浓度分布。     

催化裂化汽油二次裂解反应集总动力学模型

在实验室自建的脉冲色谱装置上研究了催化裂化粗汽油在LTI3-2催化剂上的二次裂解反应,根据实验结果确定了粗汽油二次裂解的八集总反应网络,并推导了其数学模型.该模型包含了20个反应,充分体现了丙烯和C4的二次反应,并能够体现反应温度、反应时间对结果的影响.采用非线性最小二乘法求取了模型中的反应速率常数,根据Arrheni...     

重油催化裂化反应集总动力学模型(Ⅱ)——模型的工业验证

本文(I)报建立的重油催化裂化十一集总反应动力学模型的基础上,开发了重油催化裂化集总反应动力学(HCCLK)工业应用软件,并对ZCM-7和RHZ-200两个催化剂的工业应用结果进行了验证计算,结果表明,拟合性能良好,为模型的进一步应用打下了良好的基础.     

石脑油催化裂解制低碳烯烃动力学

根据石脑油催化裂解的反应体系和集总理论,建立6集总动力学模型,采用Levenberg-Marquardt算法求解ZSM-5分子筛催化剂作用下的石脑油催化裂解动力学参数。结果表明,丙烯收率大大高于乙烯收率,丙烯与乙烯的质量比为1.0～2.0,明显高于传统的石脑油水蒸气裂解工艺,各集总的反应活化能均大于100 kJ/mol。通过对模型进行检验,发现模型计算值与实验值之间的误差均小于15%,表明该动力学模型能较好地预测石脑油催化裂解制低碳烯烃反应。     

基于结构导向集总的FCC汽油催化裂解分子尺度动力学模型

利用结构导向集总模型构造烃分子和编制反应网络,并结合Monte Carlo模拟方法,建立了催化裂化（FCC）汽油催化裂解反应的分子尺度动力学模型。结构导向集总模型选用7个分子结构片段表示催化汽油中的分子,生成2000个共计92种烃类分子代表催化汽油原料组成。模型选取催化汽油中含量较多的11种单体烃作为模型化合物研究其催化裂解反应行为,并以此为依据制定反应规则,求取模型所需反应速率常数。模拟结果表明,应用结构导向集总模型和Monte Carlo模拟方法进行催化裂解分子尺度动力学建模是可行的,能对多种反应产物的产率进行预测。模拟值和实验结果符合良好,相对误差基本在10%以内。模型对延长反应时间后的产品收率有一定的预测能力。     

碱性蛋白酶水解蚕蛹蛋白集总动力学

引言蚕蛹是养蚕业主要的副产物,蚕蛹蛋白质量占干蚕蛹质量的45%～50%。蚕蛹蛋白含有18种氨基酸,其中8种人体必需氨基酸含量占氨基酸总量40%以上,是一种优质蛋白源。文献报道蚕蛹蛋白酶解后的多肽具有抗氧化、降血压、抗疲劳、提高免疫力和抑制癌细胞扩散等作     

大庆重石脑油蒸汽热裂解10集总动力学模型

由于大庆重石脑油正构和异构烷烃、五元和六元环烷烃的裂解性能差异较大,在大庆重石脑油8集总动力学模型的基础上,建立了将重石脑油划分为4个原料集总的10集总动力学模型。引入浅度裂解的概念,采用分层和分步相结合的方法求取了反应速率常数,并进一步回归得到了各反应的活化能和指前因子。实验值与预测值对比分析表明,该模型具有更好的预测能力,可为更宽范围的原料预测提供参考数据。     

松节油催化异构-分子间氢转移反应集总动力学

以H2SO4-Pd/C为复合催化剂、N2为保护气研究了松节油直接异构-分子间氢转移反应的集总动力学。在消除内、外扩散影响的条件下,在线跟踪反应产物并用气相色谱法测定反应体系组成随时间的变化关系,借鉴集总思想和方法,建立了单萜烯、对孟烯结构的单环单萜烯、异构单萜烯、对伞花烃和氢化单萜烷复杂反应体系的集总动力学模型;采用Levenberg-Marquart法,以Matlab编程和SPSS软件对实验数据进行回归估算了模型参数,得到该复杂反应体系的活化能分别为77.86,80.18,71.33 kJ/mol,所建动力学模型与实验数据吻合良好。     

下行床气粒流动行为的Eulerian-Lagrangian模拟

采用计算流体力学和离散单元方法耦合模型（CFD-DEM）对二维下行床内的气粒流动行为进行了全床数值模拟。模拟结果展示了下行床典型操作条件下特有的气固动态流动结构：沿流动方向存在明显的入口控制区、过渡区和（完全）发展区;颗粒聚团并不是出现在浓度相对较高的入口区,而是在过渡区之后的发展过程中逐渐形成较多的、松散的动态聚团结构。下行床发展段呈现典型的近壁浓环结构,这与实验结果基本一致。考察了颗粒之间以及颗粒与壁面之间的碰撞参数对下行床内气固流动结构的影响,发现完全弹性碰撞颗粒体系在入口区呈现最快速的颗粒分散;而对本文研究的操作条件,颗粒碰撞参数对发展段时均流体力学行为只产生轻微的影响。     

大庆重石脑油蒸汽热裂解集总动力学模型

通过对自建小型裂解装置实验数据的分析,建立了大庆重石脑油蒸汽热裂解反应8集总动力学物理模型,并用Matlab语言对Marquardt⁺⁺ 法进行编程求取了该物理模型的动力学参数。通过对模型计算值与实验值的相对误差分析表明：原料集总因分得较少,相对误差较大,约为10%,但主要产品产率的最大相对误差不超过7%,其中乙烯产率的平均相对误差为1.62%,说明所建模型较好地反映了大庆重石脑油蒸汽裂解反应规律,可以较好地预测主要产品分布。     

催化裂解反应器内的多相反应流动数值模拟

采用欧拉-欧拉方法对催化裂解提升管反应器内的气固两相流动与催化裂解反应过程进行了研究,构建了12集总反应动力学模型模拟裂解反应过程,并使用焦炭生成量与催化剂质量比例函数来模拟催化剂失活动力学;考察了提升管轴向和径向的产物分布特征,分析了剂油比CTO、原料中沥青质含量和入口蒸气量对产物的影响。结果表明:产物和催化剂有壁面富集现象;随着CTO增大,反应器出口柴油比例减小,烯烃比例增大;原料中沥青质增大,出口烯烃产量降低,但影响较小;入口蒸气量越高,烯烃出口产量越低。     

重油催化裂化反应集总动力学模型(Ⅰ)——模型的建立

针对重油催化裂化的特点,提出了以结构族组成为集总分族基础的十一集总重油催化裂化反应动力学模型,并通过实验和参数估计确定了动力学参数,经实验室验证表明,该模型具有良好的拟合性.     

聚乙烯热裂解制备聚乙烯蜡四集总动力学模型

通过对高密度聚乙烯进行釜式热裂解实验,研究高密度聚乙烯的热裂解行为,计算动力学反应参数,建立了聚乙烯热裂解的集总动力学模型,并讨论了反应温度及反应时间对模型的影响,对预测产品产率及分布起到指导性作用。     

集总方法在复杂反应动力学模型中的应用

介绍了集总方法在反应动力学建模中的应用进展,并结合建立大庆重石脑油蒸汽裂解集总动力学模型的经验,对用集总方法建立复杂反应体系动力学模型提出了几点经验和建议。