大庆常压渣油催化裂解反应规律研究

采用小型固定流化床实验装置,以大庆常压渣油为原料,针对Ca-Al裂解催化剂,详细分析了催化裂解气体产品和液体产品的组成,考察了反应温度、剂油比、水油比和停留时间对裂解产物分布的影响。发现各操作条件对大庆常渣催化裂解产物分布具有不同程度的影响,其中反应温度的影响最大;随反应温度的升高,乙烯产率单调增加,而丙烯、丁烯和总低碳烯烃产率均存在一个最大值。在优化的操作条件下,乙烯质量产率可达25%,总低碳烯烃质量产率超过50%。     

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.     

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。     

渣油加氢脱硫反应动力学物理模型的建立

催化加氢以其轻质油品收率高和产品质量好等优点,成为石油加工行业发展较快的技术之一。石油馏分HDS反应动力学一直受到研究者的广泛关注。提出了以集总方法研究渣油HDS反应动力学的科学合理性。运用集总的方法,根据硫化物HDS反应机理,结合渣油中的硫化物检测分析水平和计算工作量等因素,提出了以渣油四组分中的硫化物分析为基础的HDS动力学模型,不仅可以预测渣油加氢过程中的硫化物转化率,还可预测加氢生成油中的类型硫化物存在情况,具有较好的应用前景。     

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。     

渣油加氢脱残炭的动力学模型研究

根据渣油残炭的构成来源和加氢脱残炭的反应历程．提出了渣油加氢脱残炭的三集总一级反应动力学模型．并建立一集总和二集总加氢脱残炭反应动力学模型与之进行了比较。结果表明．三集总一级加氢脱残炭反应动力学模型的预测精度优于一集总和二集总的反应动力学模型。     

催化裂解过程分子尺度反应动力学模型研究

以工业数据为基础,运用结构导向集总方法来构造烃分子,对催化裂解原料油进行了分子尺度上的Monte Carlo模拟.在深入研究催化裂解反应机理的基础上,以原料油模拟产生的分子矩阵作为反应物分子,将结构导向集总方法与Monte Carlo方法相结合,建立了催化裂解过程分子尺度的反应动力学模型.结果表明:Monte Carlo方法可以在分子尺度上实现对催化裂解原料较好的模拟,产品产率和汽油组成与实际值能较好地拟合.且随着虚拟分子数的增加,对原料油性质和反应结果的模拟计算精度提高;模型具有较好的适应性和外推性.     

大庆常压催化裂解动力学研究

Catalytic pyrolysis of Daqing atmospheric residue on catalyst CEP-1 was investigated in a confined fluidized bed reactor. The results show that reaction temperature, the mass ratios of catalyst to oil and steam to oil have significant effects on product distribution and yields of light olefins. The yields of light olefins show the maxima with the increase of reaction temperature, the mass ratios of catalyst to oil and steam to oil, respectively. The optimized operating conditions were determined in the laboratory, and under that condition the yields of ethylene, propylene and total light olefins by mass were 15.9%, 20.7% and 44.3% respectively. The analysis of pyrolysis gas and pyrolysis liquid indicates that CEP-1 has good capacity of converting heavy oils into light olefins, and there is a large amount of aromatics in pyrolysis liquid.     

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。     

加氢渣油催化裂化14集总动力学模型的建立

以加工加氢渣油的茂名石化3#重油催化裂化装置（RFCC）的工业数据为基础,针对加氢渣油的特点,提出了以渣油4组分作为划分原料集总的催化裂化14集总动力学模型,通过分步求解法求取动力学参数,并应用工业实测数据进行验证,验证结果表明该模型不仅能较好地预测催化裂化产品分布,而且还能较准确预测主要产品性质,较好地反映了加氢渣油催化裂化反应规律,可为工业装置操作的优化提供指导。     

大庆常渣催化裂解反应动力学模型

An 8-lump kinetic model was proposed to predict the yields of propylene,ethylene and gasoline in the catalytic pyrolysis process of Daqing atmospheric residue.The model contains 21 kinetic parameters and one for catalyst deactivation.A series of experiments were carried out in a riser reactor over catalyst named LTB-2.The kinetic parameters were estimated by using sub-model method,and apparent activation energies were calculated according to the Arrhenius equation.The predicted yields coincided well with the experimental values.It shows that the kinetic parameters estimated by using the sub-model method were reliable.     

藻渣热解特性及动力学分析

通过热重实验研究N₂气氛下升温速率对索氏提脂后的小球藻热解特性的影响,利用管式炉在N₂气氛下快速热解实验得出：在400℃时,小球藻热解转化率最高,生物油产率达57.6%,热解气为10%。采用等转化率方法FWO和KAS法对藻渣热解动力学进行分析和比较,结果表明：藻渣热解的主要热解阶段为25～800℃,可分为3个阶段,藻渣的DTG曲线存在两个失重峰,且随着升温速率提高,TG和DTG曲线都向高温区偏移,最大失重速率和残余固体质量都增加。N₂气氛条件下藻渣的主要热解阶段表观活化能和指前因子分别为228.46 kJ/mol和2.49×10²¹ min^-1,此阶段下FWO法和KAS法均能很好模拟藻渣热解数据,线性拟合相关系数(R²)均在0.96以上,最佳热解函数为dα/dT=2.49×10²¹/β exp(-228.46/(RT))(1-α)⁸。     

催化热解调控热解产物的研究进展

综述了煤和生物质催化裂解技术对热解产物的影响作用,分析了不同催化剂对热解气体和煤焦油的催化效果,对热解产物催化裂解技术进行了分析,展望了未来煤催化裂解的研究重点。     

生物质热解动力学模型的研究

在氮气气氛和不同的加热速率下对杉木原料进行了热重分析.由失重和失重速率曲线分析可知,生物质热解过程分为三个阶段.采用非线性最小平方算法,按三组分独立平行一级反应热解动力学模型,模拟计算的曲线与实验结果吻合较好,求解的动力学参数与文献报道值吻合较好,且随着升温速率的加快,纤维素和木质素热解的活化能有增加的趋势,而半纤维素活化能有下降的趋势.     

预煅烧铜渣对生物质催化热解动力学的影响

采用热重分析仪考察了预煅烧铜渣对生物质催化热解动力学的影响. 结果表明,催化剂的使用可明显降低生物质热解的活化能;随煅烧温度提高和1000℃下煅烧时间延长,催化剂活性先增强后减弱. 不同预煅烧条件下铜渣矿物的表征显示,由于Fe2SiO4、硫化物和磷化合物的氧化,铜渣质量先增加后降低;预煅烧使Fe从铜渣的Fe2SiO4中脱出,以Fe3O4和a-Fe2O3形式存在;随煅烧温度提高,Fe2SiO4的特征峰逐渐减弱直至消失,Fe3O4先增强后减弱,a-Fe2O3增强. 由此推断,Fe3O4的形成是预煅烧铜渣催化活性提高的原因.     

直馏石脑油催化裂解反应规律研究

在固定流化床装置上进行了直馏石脑油在庆阳平衡剂上的催化裂解反应实验,考察了反应温度和剂油比对石脑油转化率、族组成和不同烃类转化率的影响,结果表明：随反应温度和剂油比的增加,石脑油转化率逐渐增大,但总体转化率较低。反应后的汽油中芳烃含量大幅提高,环烷烃含量大幅下降。在相同的反应条件下,直馏石脑油中各组分的反应转化率为环烷烃〉异构烷烃〉正构烷烃。     

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。     

松辽盆地北部油页岩非等温热解动力学研究

通过岩石评价仪对松辽盆地北部油页岩进行5种非等温匀速升温热解实验,分别为10℃.min-1、15℃.min-1、20℃.min-1、25℃.min-1和30℃.min-1,得出转化率与温度的关系。利用积分法、微分法、Friedman法、最大反应速率法对实验数据进行数学处理,计算出油页岩热解动力学参数,并将结果进行对比。结果表明,当转化率为5%~95%时,Friedman法计算得到的活化能E为165kJ/mol~545kJ/mol;积分法与微分法计算得到的活化能与Friedman法转化率为5%时的结果接近;最大反应速率法计算得到的活化能,与Friedman法在转化率为50%时的结果基本一致。研究结果同时表明,开发小颗粒干馏工艺对油页岩工业化发展具有重大意义。