催化裂化集总动力学模型的研究Ⅲ.轻燃料油原料和产物的分析及动力学常数的测定

本文在物理模型验证和计算机事前模拟的基础上,研究了催化裂化轻燃料油的原料和产物的分析方法,建立了轻燃料油催化裂化反应网络。采用固定流化床反应器的实验数据,用参数估计的方法确定了轻燃料油网络中待定的反应动力学常数。试验结果表明,该模型能很好地预测轻燃料油催化裂化产物的产率。     

渣油催化裂化反应集总动力学模型的研究

应用集总理论，将渣油率裂化反发并为减压渣油、重燃料油、轻燃料油、汽油和气体＋焦炭，又将减压渣油，重燃料油、轻燃料油分为烷基碳、环烷碳和芳香碳、提出了渣油催化裂化反应的物理模型，考虑到碱性氮中毒、重芳环吸附和生焦引起时变失活的影响，通过催化裂化反应实验和参数估计，测定反应速率常数和活化能参数，建立了可以预测产品分布的渣油催化裂化反应十一集总动力学模型。     

催化裂化反应动力学模型的研究——轻燃料油催化裂化反应网络及动力常数的确定

本文在确定十一集总催化裂化反应动力学模型基础上,采用实验室固定流化床反应器对轻燃料油在共Y-15平衡催化剂上的催化裂化反应进行了研究,建立了轻燃料油催化裂化反应网络,并用参数估计的方法确定了八个待定的反应速度常数.试验结果表明,模型计算值与实验值有很好的一致性.     

催化裂化集总动力学模型的研究 Ⅱ.实验方案的计算机事前模拟

十一集总催化裂化动力学模型共包含22个反应速率常数。本文通过计算机事前模拟确定了求取这些速率常数的实验方案。整个反应网络被分成三个子网络:轻燃料油(LFO)子网络、P_h-N_h予网络和A_h-C_(αh)-PC_(αh)子网络。可以通过实验测定和参数估计依次求取这些子网络的速率常数。事前模拟的结果还表明,只需测定汽油、焦炭+气体的量以及轻燃料油的总量,这将使分析工作大为简化。本文还对实验用原料油的选择和实验数据的精度提出了建议。     

催化裂化反应集总策略的研究

本文在轻燃料油催化裂化反应六集总物理模型的基础上，提出２种五集总反应物理模型。利用催化理解化反应实验数据，通过参数估计研究了反应网络的速率常数。研究结果表明，五集总七参数反应动力学模型能较好地拟合实验数据，预测不同条件的产品分布，与催化裂化反应规律相符，并具有反应原料分析方法简便可行的优点。为进一步研究和开发催化裂动力学模型，提供了较好的集总方案。     

催化裂化反应八集总动力学模型的初步研究

本文在确定催化裂化反应的八集总物理模型的基础上，以轻馏分油（ＬＧＯ）和重馏分油（ＨＧＯ）为原料，在小型固定流化床反应装置上进行各种条件的催化裂化反应实验。根据催化裂化反应不可逆的特点，采用自下而上分步测定的方法，通过参数估计确定了反应网络的速率常数，建立了催化裂化反应八集总动力学模型。研究结果表明，该模型能很好地拟合实验数据，预测不同条件下的产品分布，并与实际催化裂化反应规律相和会，为进一步研究和     

催化裂化反应动力学模型的研究——轻烷烃催化裂化反应网络及动力学常数的确定

为了研究和建立催化裂化反应动力学模型,本文以集总体系的动力学模型为基础,对轻烷烃在兰州炼油厂高铝微球分子筛催化剂上的催化裂化反应进行了研究,建立了轻烷烃催化裂化反应网络,并用参数估计的方法确定了反应速率常数和催化剂时变失活常数。最后对模型计算值与实验值作了比较,两者有很好的一致性。     

重油催化裂化MIP工艺集总动力学模型

 根据催化裂化反应机理及MIP工艺的特点,开发了重油催化裂化12集总反应动力学模型。以公开发表的MIP工艺装置数据为基础,对模型参数进行验证计算。结果表明,模型对原料及柴油采用结构族组成划分集总,准确反映了不同碳原子结构反应性能的差异,并减少了反应途径数目。通过分步求解法求取反应动力学参数,有效减少了需同时估计的动力学参数个数,并提高了参数估计结果的精度和可靠性;计算值与实测值拟合良好。反应速率常数和活化能的分析结果表明,模型参数很好地反映了实际反应规律。     

重油催化裂化十二集总动力学模型研究

根据催化裂化反应机理和产物分布特点，建立了包含54条虚拟反应路径的重油催化裂化12集总反应网络。以Davison Circulating Riser（DCR）试验装置数据为基础，基于Python平台，将模型数学方程转化为程序语言，采用四阶Runge-Kutta 法求解模型微分方程、BFGS法优化目标函数，求取了模型的动力学参数。采用小型实验数据验证模型动力学参数，结果表明主要产品产率的计算值与实验值之间的相对误差均小于5%。说明所建模型的动力学参数是可靠的，能较好地反映重油催化裂化的反应规律，可用于对实际生产过程进行模拟优化。     

渣油催化裂化反应动力学模型的研究

针对渣油催化裂化原料组成复杂，生焦率高，催化剂污染严重和常常外排油浆的特点，从原料结构族组成出发，提出了渣油催化裂化十三集总反应动力学模型。通过实验测出动力学参数后，设计编制了模型的计算软件，用中型提升管试验数据对本模型的验证结果表明，用本模型计算的产品产率与实验结果能良好地吻合。     

催化裂化集总动力学模型的研究 Ⅰ.物理模型的确立

本文考察了催化裂化原料中烷烃、环烷烃和芳烃的裂化性能。用较丰富的实验数据验证了Weekman 十集总动力学模型的基本假设。针对我国催化裂化大回炼比的特点,提出将重芳烃环集总,分成单、双环芳烃集总(C_(Ah))和多环芳烃集总(PC_(Ah))。从而确立了十一集总催化裂化动力学模型。     

基于结构导向集总的催化裂化MIP工艺反应动力学模型Ⅰ.模型的建立和验证

基于结构导向集总方法,设计了包含烃类结构和杂原子结构的22个结构向量,构建了代表催化裂化原料分子组成的14 692种典型分子的结构向量,根据催化裂化反应机理和MIP工艺特征,编制了催化裂化反应规则,构建了反应网络,通过改进的Runge-Kutta法求解,建立了基于结构导向集总的分子尺度的MIP工艺反应动力学模型,通过MIP装置工业数据验证了模型的可靠性。实验结果表明,此模型与传统的催化裂化反应动力学模型相比,在反应网络中引入反应热效应,可更准确地描述提升管反应器中反应温度的变化及其对催化裂化反应过程的影响;模型的可靠性验证实验表明,预测值与工业数据的最大误差在1.0%左右,温度的预测误差不超过2℃。     

减压蜡油催化裂化结构导向集总动力学模型研究

应用结构导向集总方法构建基于分子尺度的减压蜡油催化裂化动力学模型。选取686种单核分子组成原料矩阵,采用非线性最小二乘法求取各分子含量;通过制定60条反应规则构建包含超过40 000个反应的反应网络;将动力学因子分5层进行计算,减少了参数数目;以矩阵变换的形式取代龙格库塔法求解反应网络,从而计算产物分布。采集实验室XTL-6型小型提升管催化裂化装置对中东混合蜡油的催化裂化实验数据对模型参数进行验证。结果表明,所构建的模型对产物分布的预测较为准确,相对误差均小于10%,且对温度、剂油比的变化具有较好的适应性。     

FCC汽油催化转化动力学模型

以催化裂化反应机理为基础，将FCC汽油原料及产品按馏程和化学组成进行集总划分。考虑裂化、氢转移、芳构化和缩合等反应，对反应网络进行合理简化，提出了一种接近分子水平的动力学模型。通过参数估算求取14个动力学速率常数、反应活化能和指前因子，建立了汽油催化转化反应的十集总动力学模型。研究结果表明，采用该模型能预测不同反应条件下汽油转化反应产率分布和产品中汽油的烃类组成。     

FCC反应机理与分子水平动力学模型研究Ⅱ.轻馏分油反应动力学参数的测定

以三种不同的轻馏分油为原料，其中二种为催化蜡油生成的轻馏分油，采用三种不同性质的平衡催化剂，在小型催化裂化固定流化床装置上考察馏分油的催化转化反应规律。从催化裂化反应机理出发，把原料及其产物按馏程和化学组成分为链烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃等虚拟组分，通过参数估计求取18个反应动力学常数，建立集总动力学模型。结果表明：反应动力学常数反映了催化裂化反应的特征，该模型能较好地拟合试验数据，不仅能预测不同原料的产品分布，而且可以预测汽油和液化气组成，为进一步研究以重质油为原料降低汽油烯烃含量和多产轻烯烃的催化裂化反应作了准备。     

苯和长链烯烃烷基化反应动力学模拟

在固定床反应器中,采用3种不同粒度的固体酸催化剂,在300℃、8.0 MPa的超临界条件下进行了长链烯烃与苯的烷基化反应实验;建立了包括烷基化反应速率常数、烷基苯脱附速率常数和催化剂失活速率常数3个参数的烷基化反应动力学模型,采用实验数据对模型参数进行估值。对模型的F检验结果表明,建立的烷基化反应动力学模型可靠;不同重时空速和反应时间下的烷基化反应烯烃转化率实验值与计算值基本吻合,表明所建立的烷基化反应动力学模型计算精度高,可较好地模拟固体酸催化的多相烷基化反应过程。     

催化裂化汽油改质过程的20集总动力学模型研究

以中型催化裂化实验之汽油详细碳数分布的PIONA组成数据为基础,构建了分别由69个和118个化学反应组成的A、B两个反应网络,并以此反应网络开发了催化裂化汽油催化转化改质过程的20集总动力学A、B模型.模型计算结果与实验值的相对误差在6%以内.     

催化裂化汽油改质反应动力学模型研究

应用经典正碳离子反应机理合理简化催化裂化汽油的催化反应网络,建立了一种接近分子水平的集总反应动力学模型;通过对试验数据的回归,求取了14个反应动力学速度常数k、14个反应活化能E和14个反应的指前因子。研究表明：该模型对原料和反应条件变化有较好的适应性,其相对误差小于7％,能指导催化裂化汽油的改质生产。     

单环环烷烃分子水平催化裂化反应动力学模型的建立

在深入研究环烷烃催化裂化反应机理的基础上,采用反应族的概念制定了11大类、37条针对单环环烷烃催化裂化反应的规则,并结合计算化学建立了基于反应路径层面的单环环烷烃分子水平催化裂化反应动力学模型。以辛基环己烷为模型化合物,验证了建立的动力学模型,任选4组实验数据回归得到了16类催化裂化反应动力学参数值。结果表明,该模型能预测环烷烃催化裂化的主要反应产物分布,预测值与实验值吻合良好;得到了4种反应类型在不同空速下对转化率的贡献值。另外,回归得到的动力学参数值可以用于其他单环环烷烃催化裂化反应体系,为进一步建立其他环烷烃催化裂化反应动力学模型提供数据支持。     

多产丙烯重油催化裂化9集总动力学模型的研究

以重油为原料,采用多产丙烯催化裂化(FCC)平衡催化剂,在DCR实验装置上考察了重油多产丙烯的FCC反应规律。根据重油FCC反应机理,将原料划分成饱和烃、芳香烃、胶质/沥青质等3个集总,产物划分为干气、液化气(丙烯除外)、汽油、柴油、焦炭、丙烯等6个集总,构建多产丙烯反应网络,利用实验数据求取了27个反应的动力学参数,建立了适用于多产丙烯的重油FCC 9集总反应动力学模型。结果表明:反应动力学参数合理可靠,较好地反映了重油FCC的反应规律;所建模型具有良好的预测性,产品收率计算值与实验值的相对误差在±5.00%以内。