减压渣油焦化反应六集总动力学模型的建立及其算法

对减压渣油焦化反应机理和反应过程进行了分析。将集总动力学模型用于减压渣油焦化反应过程,建立了减压渣油焦化反应的六集总动力学模型。基于网络反应历程和相应假设,给出了动力学方程组,求得了方程组的解析解,并给出了动力学方程参数估值的解析解和数值解算法。     

FDFCC集总反应动力学组合模型的建立

从灵活双效催化裂化(FDFCC)工艺特点和反应机理出发,以其工业提升管实际操作参数为基础,对该工艺的两个子反应体系——重油提升管和汽油提升管分别进行研究并提出了相应的重油12集总、汽油9集总催化裂化动力学模型。详细分析了重油、汽油反应体系与总反应体系相应集总组分的数学关联,提出了FDFCC工艺反应动力学组合模型。最后,采用不同原料、不同操作条件下的两组工业实测数据对该模型进行了验证。结果表明:模型计算值和实测值能很好地吻合(总物料组成的绝对误差除个别点外均在1%以下)。该模型能较好地预测产品分布及性质,对FDFCC工艺的工业装置操作优化具有指导意义。     

渣油催化裂化集总动力学模型的建立

根据集总指导原则，从渣油催化裂化的反应机理出发，建立了１１集总渣油催化裂化的反应网络及相应的动力学模型，该模型简单可行，具有对不同原料的适用性和良好的拟合性，能适应对工业渣油催化裂化装置反应结果的预测，以实现工业过程的优化操作和设计。     

十四集总催化重整反应动力学模型研究

提出一个包含十四集总组分、25个反应的催化重整动力学模型,以较少的集总和较高的预测精度适应实际催化重整生产的需要;根据在催化重整微型反应实验装置上获得的实验数据,得到重整反应动力学模型的参数;用该模型预测产物组成和催化重整装置的模拟。结果表明:预测的最大绝对偏差为2.30%,偏差大部分小于2.0%;模拟得到产物中各组分及温度在反应器中分布与催化重整反应机理吻合;模型集总划分适中,使用方便,能够用于催化重整装置的预测。     

新型催化裂化MIP集总反应动力学模型

依据多产异构烷烃(MIP)工艺两个反应区特点,从催化裂化反应机理出发,以工业装置实测数据为基础,建立了MIP工艺10集总反应动力学模型。该10个集总为:原料饱和分(SS)、芳香分(SA)、胶质及沥青质(SR)、柴油(D)、汽油中饱和烃(GS)、烯烃(GO)、芳烃(GA)、液化气(LPG)、气体(Gas)和焦炭(C)。求取了40组动力学参数,并应用工业实测数据进行了验证,结果表明:所建模型能较好地预测MIP工艺主要产品分布及汽油烃族组成,符合MIP工艺的反应规律,对MIP工艺的完善和优化具有参考价值。     

孤岛减压渣油及南京焦化渣油热转化反应动力学模型

采用金属浴急速升温加热反应原料和在冷水中对反应残渣油急冷的方法，对孤岛减压渣油和南京焦化渣油在４００～４４０℃条件下的裂解动力学规律进行了试验研究，建立了热转化动力学模型。这种金属浴反应器温度稳定、热容量大、传热速率高，优于电加热法。试验数据为进一步研究管式加热炉工艺计算提供了依据。     

大庆常压渣油催化裂解反应集总动力学模型

根据大庆常压渣油催化裂解实验和C4、丙烯的二次反应结果,确定了重油催化裂解九集总反应网络。通过合理假设,推导了集总反应的数学模型和催化剂失活函数,采用子模型分步法求取了模型中的反应速率常数,并对模型进行了检验和统计分析。模型验证的结果表明,柴油、汽油、丙烯、乙烯等催化裂解主要产品的预测值与实验值吻合良好,说明求取的速率常数可靠、采用子模型分步法进行集总动力学模型参数估计的方法可行。     

集总反应动力学在废水湿式氧化中的应用研究

运用集总反应动力学的基本原理,讨论了以简化的集总图为基础的几个动力学模型,用实例说明如何获得集总化合物的反应速率系数矩阵;提出了适合废水处理实际应用的普遍的动力学集总方法,用实例讨论了湿式氧化研究中典型的集总动力学模型和它们在废水湿式氧化研究中的应用以及实际模型的修正问题．     

单家寺混合稠油减压渣油的焦化

研究了单家寺混合稠油减压渣油的焦化特性，得到了不同条件下产品分布和产品性质。结果表明，焦炭和气体产率高，液体产品收率低，焦炭的硫含量低。但灰分含量高达０．８％，仅能满足３号Ａ石油焦的技术要求。     

固定床反应器床层集总动力学

提出了第三类动力学，即床层集总动力学。它将单管反应器中的全部催化剂看作一个整体，在空间尺度上大大高于反应本征动力学和颗粒表同动力学。     

减压渣油物性与焦化反应产品分布的关联

基于若干常压渣油、减压渣油和二次加工渣油基本物性的分析以及前期进行的有关减压渣油焦化反应的研究 ,提出了一个可作为渣油 (包括常压、减压和二次加工渣油 )分类参考的特征参数KZ。随着特征参数KZ 的减小 ,渣油的性质趋于劣化。对于同一产地的原油 ,其渣油特征参数值由大到小排序为 :常压渣油 ,减压渣油 ,二次加工渣油。对于产地不同的各类油样 ,除部分略有重叠外 ,基本上仍然符合以上排序。对文献数据及笔者实验结果的计算和分析表明 ,特征参数KZ 能够较全面地反映减压渣油热加工性能的优劣 ,并与焦化气相、液相和固相产品收率之间存在良好的相关性 ,可利用特征参数KZ 初步评估减压渣油焦化产品的分布状况     

减压渣油催化裂化的反应特性

利用小型固定流化床反应装置，对渣油催化裂化的反应特征进行了多方面的考察。实验结果表明，催化原料中随渣油掺入量的增加和反应时间的延长，反应过程中热裂化成分增大，氢转移反应和异构化反应减少，产品的安定性下降。因此，渣油催化裂化宜采用短接触时间和快速油气分离技术。渣油和减压馏分油在混炼过程中，原料之间无明显的交互作用，各自保持原有的生焦能力，这为炼油厂掺炼渣油时预测焦炭产率带来了方便。     

催化裂化提升管反应器流动反应模型的建立

基于流体力学和稠密气体分子运动的基本理论,建立了气粒两相流的颗粒动力学模型,并结合催化裂化反应的集总动力学模型建立起催化裂化提升管反应器内原料油气和催化剂颗粒两相流传质、传热、反应的三维模型,用于考察提升狞内催化裂化反应历程。给出了模型方程的数值解法、边界条件和差分方法,编制了模拟计算程序。模拟计算了催化裂化提升管反应器喷嘴附近催化剂颗粒的流动特征。模型的计算结果与炼油厂实际标定的提升管出口给分浓     

催化裂化提升管反应器流动反应模型的建立

基于流体力学和稠密气体分子运动的基本理论 ,建立了气粒两相流的颗粒动力学模型 ,并结合催化裂化反应的集总动力学模型建立起催化裂化提升管反应器内原料油气和催化剂颗粒两相流传质、传热、反应的三维模型 ,用于考察提升管内催化裂化反应历程。给出了模型方程的数值解法、边界条件和差分方法 ,编制了模拟计算程序。模拟计算了催化裂化提升管反应器喷嘴附近催化剂颗粒的流动特征。模型的计算结果与炼油厂实际标定的提升管出口组分浓度相一致 ,表明了模型的合理性。对喷嘴附近催化剂颗粒流动特征的考察表明 ,催化剂的速度存在极度的非均匀性分布 ,喷嘴附近催化剂颗粒严重滑落     

菱锰矿浸出的动力学模型

根据目前多数锰矿企业的需要，对菱锰矿浸出过程的液－固间歇式多相反应动力学模型进行了推导，证明对某一类型的菱锰矿，其浸出过程速率完全可以用ｔ＝θ（ｘＢ）来表示；并以贵州的某菱锰矿浸出实验数据进行了验证，表明所得模型能较好地描述浸出过程。     

胜利减压渣油组分热反应特性的研究

以胜利减压渣油中的饱和分、芳香分及胶质为研究对象，分别考察了它们在不同条件下的热反应行为。研究表明，在相同转化率下，胶质的缩合反应性能最强，而饱和分的裂化反应性能最强。各种组分热反应后残渣油中的饱和分在化学组成结构上的差别不大，而其它组分的化学组成结构却存在显著的差别。     

孤岛减压渣油及南京焦化渣油热转化反应动力学模型

采用金属浴急速升温加热反应原料和在冷水中对反应残渣油急冷的方法,对孤岛减压渣油和南京焦化渣油在400～440℃条件下的裂解动力学规律进行了试验研究.建立了热转化动力学模型.这种金属浴反应器温度稳定、热容量大、传热速率高,优于电加热法.试验数据为进一步研究管式加热炉工艺计算提供了依据.     

辽河坨子里渣油加氢残渣的延迟焦化试验研究

在小型焦化装置上,研究了辽河坨子里渣油加氢残渣的焦化性能和产物分布规律,以及加氢试验条件对焦化产物分布的影响。试验结果表明,常压渣油和减压渣油加氢残渣焦化产物的分布和性质略有差别。焦化液体总收率只有３９％～４４％,焦炭收率高达４３％～４８％;焦化汽油馏分和柴油馏分的安定性较差,氮含量较高,需要进一步加氢精制;焦化蜡油的氮含量高,不是良好的催化裂化原料,焦炭只能用作工业燃料。随着加氢反应温度的升高,加氢残渣焦化产物中的汽油和柴油馏分的收率降低,液体总收率也降低,而焦化气体和蜡油的收率增加。     

钽粉真空碳化机理

研究了钽粉真空碳化的反应机理．结果表明，在反应初期为化学反应动力学过程点后才过渡到扩散动力学过程，碳化反应符合缩核反应模型．在１５００～１７００℃的温度范围内，碳化反应的表观反应活化能为１９５．２ｋＪ·ｍｏｌ－１，表观扩散活化能为１３８．１ｋＪ·ｍｏｌ－１．     

渣油悬浮床加氢裂化催化剂的研究

以孤岛减压渣油为原料 ,采用高压釜加氢方式考察了以钴、钼、镍、铁和稀土金属为活性组分的 2 1种催化剂对渣油悬浮床加氢裂化反应的作用。结果表明 ,在钴、钼、镍系列催化剂中 ,钼系催化剂的效果较好。其中 ,钼酸铵系列最佳 ;钴系与镍系催化剂的效果相当 ;铁系催化剂中的硝酸铁具有较高的活性和抑制甲苯不溶物生成的能力 ;稀土系列催化剂的活性远高于钴、钼、镍、铁系列催化剂 ,其产物中减压馏分油的收率较高 ,而且这种催化剂抑制甲苯不溶物生成的潜力较大 ,可以在更苛刻的反应条件下与减压渣油反应。首次采用相对效率因子 fr 来评价悬浮床加氢裂化催化剂的活性 ,与分极指数RN相比 ,fr 更能有效地衡量催化剂的活性