催化重整固定床反应器反应条件的优化研究

 采用已经建立的催化重整固定床反应器（Catalytic reforming fixed bed reactor，简称CRFBR）内传递及反应过程的综合数学模型，对工业固定床催化重整反应器进行数值模拟研究。考察了反应温度、反应压力、体积空速和氢/油体积比对产物组成的影响。结果表明，高反应温度、低反应压力可以提高产品的芳烃产率，但高反应温度会同时降低液体产物收率，低反应压力会加速催化剂上的积炭。体积空速和氢/油体积比的提高会导致液体产物收率增加和芳烃产率降低。在满足产品质量要求的条件下，各操作参数存在着最优值。引入芳烃产率和液体产物收率的变化量之积，即重整芳产液收积(K_I)作为控制参数，以K_I达极大值时的反应条件作为最佳反应器操作条件，为催化重整工艺条件的优化提供理论依据。     

重整催化剂的微反活性研究

为评价自制连续重整催化剂的活性,在微型催化重整实验装置上,在氢油体积比为1 200且H2流量为7.2 L/h的工艺条件下,研究了反应温度、反应压力和液时空速对C≥5液态产物收率、芳烃产率、二甲苯产率及汽油辛烷值的影响。结果表明,在反应温度为490℃、反应压力0.35 MPa、液时空速为1.2 h-1的最佳工艺条件下,汽油的研究法辛烷值可达99.8,芳烃、二甲苯收率分别为80.81%,30.31%。     

加氢处理-加氢裂化组合工艺操作条件的优化

以中国石油克拉玛依石化有限责任公司催化裂化循环油为原料,对加氢处理-加氢裂化组合工艺技术的操作条件进行了优化。结果表明:升高反应温度不利于芳烃的饱和反应,但有利于环烷烃的裂化反应;降低反应压力或增加反应体积空速,产物（＞360 ℃馏分）收率均增加,多环芳烃脱除率和多环环烷烃选择性均降低;在反应压力为15 MPa,加氢处理、加氢裂化反应温度分别为360,370 ℃,加氢处理、加氢裂化反应体积空速分别为0.5,0.7 h-1的最佳条件下,产物收率低于20%。     

Pt/ZSM-5-Al_2O_3催化的脂肪酸甲酯加氢脱氧反应

采用浸渍法制备了0.7%Pt/ZSM-5-Al_2O_3催化剂,并在固定床管式反应器中考察了脂肪酸甲酯的加氢脱氧反应的反应温度、压力、液时空速、氢/油体积比对柴油质量收率的影响,以及与脱羰/脱羧反应选择性的关系。结果表明,反应温度升高、压力减小、液时空速增大时,有利于脱羰/脱羧反应;优化的反应条件为:反应温度340℃、压力2 MPa、液时空速0.5h-1、氢/油体积比1000。在此条件下,气态与液态产物质量分数分别为8.80%与89.41%,柴油馏分的液态烃质量收率为80.22%,脱羧与脱氧反应比值为3.17。     

焦化轻油临氢制苯和二甲苯反应温度的研究

采用具有烷基转移和加氢精制双功能的CoMo/HZSM-5催化剂,临氢处理焦化轻油,使甲苯发生歧化反应生产苯和二甲苯,同时消除产物油中的S和N杂原子。采用固定床反应器,在反应压力3 MPa、氢油体积比700∶1、原料液态空速1 h-1的条件下,分析反应温度对产物油和尾气组成的影响及对催化剂结焦积碳情况进行了分析计算,考察了反应温度对临氢焦化轻油反应的影响。实验结果表明,焦化轻油临氢反应中苯和二甲苯的收率由甲苯歧化反应、甲苯和二甲苯脱烷基反应和芳烃在催化剂表面的结焦积碳反应共同决定;反应温度在450℃时,S和N的杂原子已几乎被完全脱除,苯的收率为64.1%,二甲苯的收率为15.7%,苯和二甲苯的总收率为79.8%,比原料中苯和二甲苯的总含量提高了21.8百分点。     

基于结构导向集总的催化重整分子水平反应动力学模型

为了从分子水平揭示催化重整反应过程的转化规律,基于结构导向集总理论,设计了14个结构单元来描述催化重整反应体系中的312种分子。根据催化重整反应机理,制定了包括裂化、异构化、环化、芳构化等反应的78条反应规则来描述催化重整过程的分子反应行为,构建了包含1628个反应的催化重整反应网络。结合反应动力学常数计算,建立了分子尺度的催化重整反应动力学模型,并采用改进的Runge-Kutta法进行求解。通过与不同工艺条件下的实验数据比较,验证了模型的可靠性。利用所建模型分析了反应温度、压力、空速等操作条件对重整反应过程的影响规律,揭示反应器中芳烃、环烷烃、异构烷烃和正构烷烃等烃类分子的转化规律,获得催化重整产物分子组成及其沿反应器的分布规律。该模型可以指导催化重整装置实现芳烃收率和液体收率的双目标优化。     

抚顺页岩油柴油馏分加氢精制的工艺条件

以硫化态Co-Mo/Al2O3为催化剂,利用固定床小型加氢反应装置,考察了反应温度、反应压力、体积空速、氢/油体积比对抚顺页岩油柴油馏分加氢精制效果的影响。结果表明,升高反应温度、增大反应压力、降低体积空速,有利于抚顺页岩油柴油馏分的脱硫、脱氮和烯烃饱和,特别是可明显提高加氢脱氮效果,而氢/油体积比的改变对产物性质影响相对较小。在反应温度380℃、反应压力7MPa、体积空速0.5h-1、氢/油体积比600的条件下,抚顺页岩油柴油馏分加氢精制后,其杂原子和不饱和烃含量低、密度小、芳香烃含量少,可作为优质清洁柴油直接使用。     

四氢萘加氢裂化反应规律研究

以四氢萘为模型化合物原料,采用加氢精制剂和裂化剂分级配比的模式,在高压微反固定床装置上进行加氢裂化反应。采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM和NH₃-TPD方法对加氢精制剂和裂化剂进行了表征,并基于4因素6水平的正交实验,研究了采用不同酸量裂化剂时反应条件对加氢裂化产物收率的影响。实验结果表明,生产汽油的最佳反应条件是No.1裂化剂,反应温度360℃、反应压力8 MPa、氢油体积比600、质量空速3.5 h^-1,最高汽油收率为11.13%;加氢反应的最佳反应条件是No.1裂化剂、反应温度405℃、反应压力7 MPa、氢油体积比400、质量空速2.0 h^-1,最高加氢产物收率为32.21%;异构反应的最佳反应条件是No.1裂化剂、反应温度390℃、反应压力10 MPa、氢油体积比400、质量空速3.5 h^-1,最高异构产物收率为35.03%;脱氢反应的最佳反应条件是No.2裂化剂、反应温度330℃、反应压力5 MPa、氢油体积比800、质量空速2.5 h^-1,...     

抚顺页岩油柴油馏分加氢精制工艺条件的研究

以硫化态Co-Mo/Al2O3为催化剂,利用固定床小型加氢反应装置,考察了反应温度、反应压力、体积空速、氢/油体积比对抚顺页岩油柴油馏分加氢精制效果的影响。结果表明,升高反应温度、增大反应压力、降低体积空速,有利于抚顺页岩油柴油馏分的脱硫、脱氮和烯烃饱和,特别是可明显提高加氢脱氮效果,而氢/油体积比的改变对产物性质影响相对较小。在反应温度380℃、反应压力7MPa、体积空速0.5h-1、氢/油体积比600的条件下,抚顺页岩油柴油馏分加氢精制后,其杂原子和不饱和烃含量低、密度小、芳香烃含量少,可作为优质清洁柴油直接使用。     

碳四烃芳构化烷基化生产高辛烷值汽油组分联产蒸汽裂解料技术

研究纳米沸石分子筛SHY-DL催化剂上的芳构化反应性能,探索临氢条件、二烯烃含量、反应温度及空速等条件对芳构化反应的影响。在固定床反应器上以炼油厂碳四烃为原料,在反应温度360～450℃、压力2.0MPa、碳四烃液相进料体积空速0.9～1.2h-1的操作条件下,碳四烯烃转化率达99%,干气产率小于2.0%,C5+液相收率为43%～50%,液相产物的RON和MON值为98.8和87.9。在实验室蒸汽热裂解评价装置上,研究碳四烃芳构化副产LPG裂解制乙烯的性能。结果表明,在裂解温度910℃、水油质量比0.45的条件下,LPG裂解的乙烯收率为30.98%,丙烯收率为15.95%,属较好的裂解制乙烯原料。