催化重整六碳分子反应网络及其单事件数的计算

催化重整是双功能催化的复杂反应,其过程的优化和改进需要建立一个详细的数学模型来预测产物的组成、不同操作条件下催化剂的活性变化等。虽然集总模型提出的虚拟组分有效减少了计算量,但存在动力学参数与集总内部组成有关的问题,单事件方法则很好地解决了传统集总模型这方面的不足。今通过对催化重整分子反应机理的梳理,整理出六碳分子基本反应步骤的网络图,在此基础上选择简便的方法计算反应物、产物和中间产物如碳正离子、自由基、过渡态分子的全局对称数,计算出基本反应步骤的的单事件数。本研究对催化重整六碳分子反应过程进行详细解析,按照平衡反应步骤和速率控制步骤两种基本步骤来分析,为今后完整的催化重整单事件反应动力学模型开发奠定基础。     

单事件方法在酸催化复杂反应动力学领域的研究进展

对单事件方法的研究发展概况进行了介绍,同时对单事件方法在加氢裂化、加氢异构化、催化裂化、烷基化和甲醇制烯烃反应动力学模拟中的应用进展进行了综述。单事件方法的应用研究表明其在酸催化复杂反应动力学研究中将有重要意义和广泛的应用前景。     

芳烃型催化重整集总反应动力学模型

按集总理论指导原则,从催化重整反应机理出发,针对以生产芳烃为主要目的的重整装置,提出了1个包含27个集总、52个反应的催化重整反应动力学模型,并以移动床连续重整径向反应器为基础建立了相应的数学模型.该模型将C8芳烃进一步细分为乙苯和二甲苯2个集总,将C9芳烃进一步细分为三甲苯、甲乙苯和丙苯3个集总.采用工业实测数据估计了相应的111个模型参数.结果表明,所得动力学参数符合经典的双功能催化重整反应机理,由失活常数结果可见,酸中心失活比金属中心失活更为严重.通过UOP连续重整工业装置的模拟计算对模型进行了验证,结果表明,该模型能较准确地预测各反应物出口质量含量和催化剂出口积炭含量.该模型可为芳烃型重整装置的优化及产品组成预测提供重要依据.     

复合溶剂提取烟草净油的工艺研究

通过环己烷、乙醇及其复合溶剂提取烟草净油工艺的研究,探讨了复合溶剂配比、液料比、浸提温度、浸提时间等因素对烟草净油收率的影响,并考察了溶剂对烟草净油致香成分的影响。净油收率随溶剂极性增强而增大;从烟草净油收率、节约溶剂和降低能耗的角度考虑,提取液料质量比选定为6∶1;考虑到烟草净油收率和热敏性物质的稳定性,最佳提取温度设定为50℃。使用混合溶剂提取可以利用不同溶剂组分的协同作用,提高有效成分的提取率,降低杂质含量,进而提高烟草净油的品质。     

基于GC-IMS分析不同成熟度百香果挥发性有机物的差异

本研究采用气相-离子迁移谱（Gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS）对不同成熟度百香果的挥发性成分进行了分析,建立了一种快速区分不同成熟度果实风味差异的方法。GC-IMS共鉴定出33种挥发性有机物,主要包括醇类、酯类、醛类、酮类和萜烯类5大类。熟果（花后60 d果）和较熟果（花后50 d果）中挥发性有机物存在明显差异,熟果中多数挥发性成分的含量更高,包括DL-2-羟基-4-甲基戊酸乙酯、2-戊酮、乙酸丁酯、2-庚酮、α-蒎烯、(E,E)-2,4-庚二烯醛、苯甲醛、柠檬烯、β-罗勒烯、2-丁酮、丁酸甲酯、丁酸乙酯和乙酸乙酯等,而有少数挥发性物质在较熟果中含量更高,包括乙酸异戊酯和乙酸异丁酯等。GC-IMS能够快速检测和判别不同成熟度百香果风味特征和差异,本文研究结果可为百香果的采收和品质控制等提供科学依据和借鉴。     

芳烃型催化重整操作条件的分析及优化

 在催化重整27集总反应动力学模型的基础上,分析了移动床连续重整4个反应器的进口温度、催化剂使用时间、空速及氢/烃摩尔比等7个操作变量对反应的影响,同时以芳烃产率为目标函数对操作参数进行了优化。各反应器进口温度对反应的影响由大到小的顺序为第4反应器进口温度、第3反应器进口温度、第2反应器进口温度、第1反应器进口温度。优化后的第1～4反应器进口温度分别为502.93、505.71、520.78和537.02℃,经优化计算芳烃产率可提高0.98%,二甲苯产率可提高1.34%,氢气产率也略有增加。该操作条件分析及优化结果可为芳烃型重整装置的优化操作提供参考。     

芳烃型催化重整集总反应动力学模型研究

按集总理论指导原则,从催化重整反应机理出发,针对以生产芳烃为主要目的的重整装置,提出了一个包含27个集总、52个反应的催化重整反应动力学模型,并以移动床连续重整径向反应器为基础建立了相应的数学模型。该模型将C8芳烃进一步细分为乙苯和二甲苯2个集总,将C9芳烃进一步细分为三甲苯、甲乙苯和丙苯3个集总。采用工业实测数据估计了相应的111个模型参数,结果表明,所得动力学参数符合经典的双功能催化重整反应机理,由失活常数结果可见酸中心失活比金属中心失活更为严重。通过UOP连续重整工业装置的模拟计算对模型进行了验证,结果表明该模型能较准确地预测各反应物出口质量含量和催化剂出口积炭含量。该模型可为芳烃型重整装置的优化及产品组成预测提供重要依据。