柴油深度加氢脱硫集总-反应机理动力学

将硫化物按照脱硫难易程度分为二集总,再根据二集总硫化物的反应路径建立了加氢脱硫集总-反应机理动力学模型,以镇海混合油为原料,利用中试装置的实验数据,拟合出该模型的各项参数,并验证了模型的精密性。结果表明:该模型形式简单,可以描述柴油硫化物脱硫的反应规律;利用其计算出的含硫量和实验值具有较高的吻合度,15组对比数据残差平方和为0.780。     

渣油加氢脱硫反应集总动力学模型的事前模拟

 通过渣油加氢脱硫(HDS)中试装置实测数据，对渣油HDS反应集总动力学进行事前模拟。根据渣油中硫化物加氢反应速率的快慢，将其分别划分为2~6个集总，建立了5种渣油HDS反应集总动力学模型。通过对该5种模型拟合误差的比较分析，得到三、四集总模型的拟合平均相对误差最小。然后分别针对三、四集总渣油HDS反应动力学模型，求取了其动力学参数，并采用实测数据对模型的稳定性和外推性进行了验证。结果表明，模型参数中，温度、空速和氢分压等因素对HDS反应的影响符合硫化物加氢反应规律，对三、四集总模型验证的平均相对误差分别为2.32%和1.98%，说明模型的拟合性和预测性良好。所建模型可为渣油HDS反应集总动力学的深入研究提供参考。     

柴油加氢脱硫绝热反应动力学模型

研究了NiMo型催化剂在柴油加氢反应过程中的动力学规律,综合考虑硫化氢、氮化物和芳烃的抑制作用,建立了三集总加氢脱硫反应动力学模型。通过对反应过程中放热和温升的估算,建立了柴油绝热加氢脱硫反应动力学模型。根据模型计算了等温和绝热环境中物流性质沿反应器轴向的变化规律。结果显示,二者的变化规律存在明显差异,达到相同脱硫深度时,绝热条件中硫化物和氮化物前期脱除速率慢于等温条件。另外,通过模型详细描述了绝热条件各集总硫化物、氮化物和芳烃含量沿反应器轴向的变化规律,获得了各集总在反应器不同位置硫化物、氮化物和芳烃含量的定量数据,结果显示,硫化物、氮化物和芳烃含量各集总的变化趋势均不相同。     

柴油加氢脱硫、脱芳烃反应动力学模型的研究

依据柴油馏分加氢脱硫、脱芳烃的反应机理,提出了按一级反应处理的柴油加氢脱硫四集总反应模型和柴油加氢脱芳烃可逆反应模型.对不同原料在不同反应条件下验证模型的适应性有较好的精度,可以用于柴油深度加氢脱硫、脱芳烃生产清洁燃料的新工艺开发及工艺优化.     

CoMo/Al2O3催化剂柴油加氢脱芳烃集总反应动力学模型

为满足生产国六标准车用柴油的需要,采用等温高通量反应器,对加氢精制催化剂CoMo/Al2O3上的柴油加氢脱芳烃(HDA)动力学进行了研究。考察了反应温度、氢分压、氢/油体积比、空速等因素对柴油加氢脱芳烃反应的影响。根据芳烃加氢反应机理将柴油中的芳烃化合物按所含芳环个数分成了三集总。在此基础上,建立了考虑竞争吸附影响的集总反应动力学模型,并采用鲍威尔优化算法确定了模型参数。结果表明,所得动力学模型与实验结果吻合良好。进一步的验证结果表明,所建动力学模型能够很好地预测柴油加氢脱芳烃过程,所得模型可为柴油加氢脱芳烃反应的操作优化提供技术支撑。     

常压柴油催化加氢脱硫反应动力学研究

以炼油厂常压柴油为原料,在固定床加氢反应器上进行催化加氢脱硫反应动力学研究。在工业级钴钼催化剂作用下,考察反应温度、H2分压、氢油体积比和液态空速对常压柴油催化加氢脱硫反应活性影响的规律。建立常压柴油催化加氢脱硫反应的动力学模型,并运用Levenberg-Marquard复合算法优化计算反应动力学模型中的相关参数。实验结果表明,在一定条件下,适当地增加反应温度、氢油体积比、H2分压以及减小液态空速,可提高常压柴油的脱硫率;动力学研究得出反应级数为1.6,表观活化能为18 580.24 J/mol;在实验条件范围内,建立了常压柴油催化加氢脱硫反应动力学模型;对所建模型进行相关性检验,发现实验值与模型计算值基本吻合。     

载体孔结构对加氢脱硫催化剂催化性能的影响

针对4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）等有位阻效应的大分子硫化物的加氢脱除,以获得合适孔结构分布的氧化铝载体为目标,通过调整拟薄水铝石制备的老化pH值和时间,并在成型过程中选择对载体孔结构破坏性小的弱酸作为胶溶剂,制得孔体积大、比表面积高、孔径适中的新型氧化铝载体。采用NH₃-TPD和吡啶-TPD表征新型载体的酸分布与常规氧化铝载体的差异。以该载体制备Mo-Co加氢脱硫催化剂,并采用X射线光电子能谱和透射电子显微镜表征其表面的成分、价态及能级结构。结果表明,以分子直径小的NH₃为吸附剂时,酸量无明显差异,但以分子直径较大的吡啶作为吸附剂时,新型氧化铝载体的酸量比常规氧化铝载体显著提高,显示出有利于大分子吸附的优势;新型氧化铝载体可以减弱活性金属与载体间的相互作用,生成更多的加氢脱硫活性中心。以新型氧化铝载体制备的催化剂具有良好的加氢脱硫、加氢脱氮及芳烃饱和活性,更有利于4,6-DMDBT的脱除。     

抚顺页岩油柴油馏分加氢脱硫动力学

针对抚顺页岩油柴油馏分加氢脱硫(HDS)反应的特点,采用集总的方法建立了抚顺页岩油柴油馏分加氢脱硫三集总动力学模型,并对相应的动力学参数进行了计算。结果表明,利用该模型计算得到的产物硫剩余率与实测值吻合较好,误差较小。该模型能够预测抚顺页岩油柴油馏分 HDS 过程中的硫化物脱除情况,所求取的动力学参数可靠,且模型具有一定的外推性。     

馏分油加氢脱硫动力学模型和反应器模拟

采用一种非均相模型对柴油馏分加氢脱硫的绝热式多相反应器进行了模拟，反应器进料为柴油类混合物，其中包括苯并噻吩、硫芴、４，６－二甲基硫芴等硫化物和喹啉等氮化物。开发出了硫物及基本结构相近的烷基取代基硫芴加氢脱硫动力学模型。按分子近似法，一组硫芴取代物的加氢脱硫反应速度数和吸附参数的总和为１１３３个。但是采用本研究的结构组成近似方法，可以把上述反应的参数个数减少到９３个。     

柴油非加氢脱硫技术进展

对各种柴油脱硫技术进行了综述，提出了离子液体脱硫技术是一项很有前途的技术，尽管其脱硫率不高，但它具有非常明显的优点，能够脱除所有的芳烃和硫化物。国内西南石油学院开发的催化氧化脱硫新技术用空气代替价格较高的过氧化氢氧化剂，属于环保绿色技术，应用前景很好。     

焦化柴油中二苯并噻吩类含硫化合物的加氢脱硫反应动力学

采用20 mL高压连续反应装置,在压力5.0 MPa、体积空速0.7～3.0 h^-1、氢/油体积比400、温度330℃的条件下,考察了焦化柴油中难脱除的二苯并噻吩类含硫化合物（DBTs）在工业化负载型NiMo/γ-Al₂O₃催化剂上的加氢脱硫（HDS）反应活性。采用气相色谱 脉冲火焰光度检测器（GC-PFPD）对加氢前后焦化柴油中含硫化合物进行了定量分析,研究了它们在深度HDS过程中的脱除规律,建立了难脱除DBTs的HDS反应一级动力学模型。焦化柴油的深度HDS过程中,DBTs尤其是4位和6位取代的DBTs是最难脱除的含硫化合物,各含硫化合物的HDS反应速率常数大小顺序为DBT、 4-MDBT、4-EDBT、3,6-DMDBT、4-E,6-MDBT、2,4,6-TMDBT、4,6-DMDBT。     

Ni-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂上柴油加氢脱硫反应动力学

采用高压滴流床反应器,在反应温度280～360℃、H2分压5～7 MPa、氢与油体积比300～900、液态空速1～6 h-1的条件下,考察了柴油在Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂上的加氢脱硫反应规律,并建立了柴油加氢脱硫反应动力学模型。采用Levenberg-Marquard优化方法对实验数据进行回归,确定了反应动力学模型中的有关参数。实验结果表明,Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂上柴油加氢脱硫反应为1.5级,表观活化能为78 002 J/mol。模型计算结果与实验数据吻合良好,平均相对偏差仅为2.7%。     

The Kinetics of Hydrodesulphurization of Diesel: Pore Diffusion Aspects

Abstract

Indian fuel policy aims at producing ultra-low-sulfur diesel (ULSD) in the near future. A catalyst for meeting such requirements has been developed and the kinetics of this catalytic ultra-deep hydrodesulfurization (UDHDS) process is being looked into. Experiments were carried out in a flow microreactor over a presulfided catalyst and intrinsic parameters were estimated (Ganguly, 2009 Ganguly, S. K. Kinetics of hydrodesulphurization of diesel: Mass transfer aspects. International Conference on Energy and Environment, Enviroenergy 2009. March18–19, Chandigarh, India. pp.258–262.  [Google Scholar], 2010 Ganguly, S. K. Kinetics of hydrodesulphurization of diesel: Pore diffusion effects. International Symposium on Fuels and Lubricants, ISFL2010. March9–12, New Delhi, India.  [Google Scholar]). It was established that the UDHDS process is internal resistance controlled. In the present study we have tried to demonstrate by simulations how we could reduce the internal resistance by increasing the effective pore diffusivity so that the conversion of sulfur can be improved.     

高硫渣油加氢反应动力学模型与失活模型的耦合应用

通过研究不同工艺条件(反应温度、压力和体积空速)对高硫渣油加氢处理反应的影响,构建了高硫渣油加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱残炭、加氢脱金属反应的动力学模型,并与颗粒活性区迁移模型(失活模型)进行耦合,从而利用耦合模型对渣油加氢装置的升温曲线、非常规操作及产品性质进行了模拟预测。模拟结果表明：经耦合模型模拟所得各反应转化率的预测值与试验值吻合度高;在加氢催化剂的整个评价周期内,随着加氢催化剂金属沉积比例增加,各反应转化率均呈现初期快速下降、中期缓慢下降、末期快速下降的规律;模拟产品性质恒定条件下加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱残炭反应的升温曲线,可以得到装置推荐的升温曲线。     

Hydrodesulfurization of Dibenzothiophenic Compounds in a Light Cycle Oil

Abstract

A hydrotreating study was conducted in a bench-scale hydroprocessing reactor, over a wide range of operating conditions of industrial interest, to look in detail at hydrodesulfurization (HDS), hydrodenitrogenation (HDN), and aromatics hydrogenation, and the interactions between these reactions. This article focuses on preliminary HDS results and some general findings. The feed used was a fluid catalytic cracking (FCC), light cycle oil (LCO) and the catalyst was a commercial NiMo/Al₂O₃ hydrotreating catalyst. The HDS results were analyzed by focusing on individual dibenzothiophenic sulfur species in the feedstock and products. Some of those species were positively identified while others were grouped into classes. It was observed that above 385°C, the assumption of irreversible pseudo-first-order reaction is not applicable for both total sulfur removal and sulfur removal of individual dibenzothiophenic species. All HDS reactions involving dibenzothiophenic structures reach a point where they are affected by hydrogenation/dehydrogenation equilibrium. Among all the 14 difficult-to-remove sulfur species identified in this work 4-methyldibenzothiophene (4-MDBT) has the highest HDS reactivity, while 4,6-dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT) has the lowest HDS reactivity attributable to steric hindrance by methyl substitutes at 4 and 6 positions. It was also found that H₂S significantly reduces the reaction rates of HDS. However, this effect reaches a plateau as H₂S concentration in the gas phase increases. At low reactor temperature, HDS rates linearly increase with the increase in hydrogen partial pressure. At high temperature it reaches the limit of complete conversion.     

催化柴油管式液相加氢脱硫技术的研究

According to the characteristics of FCC diesel, a technology of liquid-phase hydrodesulfurization of the diesel in tubular reactors was proposed and lab-scale experiments were carried out. A kinetic model for the hydrodesulfurization process was developed and verified. The model was utilized to predict the sulfur content of products under different operating conditions. The effects of temperature, space velocity, pressure, and hydrogen concentration on the desulfurization rate were investigated.     

FDS-1柴油深度加氢脱硫催化剂及工艺技术开发

FDS-1催化剂是中国石油天然气集团公司催化重点实验室在深入研究和理解柴油中有机硫化物的吸附和反应机理,以及Ni、Co、Mo和W硫化物催化作用机理基础上开发的新一代柴油加氢处理催化剂。该催化剂是针对劣质柴油深度加氢脱硫、脱氮和脱芳满足国Ⅳ标准柴油生产要求研制开发的,它综合运用了载体均匀分散复合技术、催化活性中心适度堆积均分散技术和催化剂表面酸性的调变技术,使其具有高脱硫活性的同时,还具有良好的脱氮和脱芳性能。FDS-1柴油加氢催化剂技术具有良好的催化性能和体积性价比,可为我国炼油企业劣质柴油低成本质量升级技术提供技术支撑。