渣油催化裂化提升管反应器气固两相流动,传热,反应模型的建立

根据提升管气固两相湍流流动模型和渣油催化裂化反应动力学集总模型,全面系统地考虑了气固两相之间复杂的流动、传热、传质以及各种操作因素对催化裂化提升管反应器内化学反应的影响,确立了κ－ε－κｐ流动物理模型和渣油－回炼油反应集总模型,建立了渣油催化裂化提各管反应器三维气固两相流动、传热及反应模型,编制了大型模拟计算程序,并对工业提升管反应器进行了数值模拟计算。     

渣油催化裂化提升管反应器气固两相流动、传热、反应模型的建立

根据提升管气固两相湍流流动模型和渣油催化裂化反应动力学集总模型,全面系统地考虑了气固两相之间复杂的流动、传热、传质以及各种操作因素对催化裂化提升管反应器内化学反应的影响,确立了ｋεｋｐ流动物理模型和渣油回炼油反应集总模型,建立了渣油催化裂化提升管反应器三维气固两相流动、传热及反应模型,编制了大型模拟计算程序,并对工业提升管反应器进行了数值模拟计算。     

催化裂化动力学模型的建立及其应用

本文应用集总理论,建立了催化裂化十一集总动力学模型,开发了该模型的计算机软件(FCCLK)。利用该软件对工业催化裂化装置和掺炼渣油的中试装置进行了工业验证。结果表明,本模型能够很好地预测不同原料组成、不同操作条件下的催化裂化产物的产率,使工业催化裂化装置实现了优化操作,轻油和汽油收率提高,焦炭产率下降,取得了明显的经济效益。     

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。     

RCCLK软件对催化裂化掺炼焦化蜡油、柴油的模拟计算

运用重油催化裂化十一集总动力学模型的工业应用软件 RCCLK,对催化裂化装置掺炼焦化蜡油和焦化柴油的工况进行了模拟。结果表明 ,模拟预测计算结果能较好地符合催化裂化反应规律 ,为催化裂化掺炼焦化蜡油、柴油选择合理的操作条件提供了依据     

重油催化裂化工业装置模拟计算软件的开发

开发了重油催化裂化工业装置模拟计算软件 ( RCCLK) ,包括重油十一集总反应网络的建立、不同类型反应器模型的推导、装置因数的设置和求取方法。催化裂化气体产品关联模型使软件具有预测产品中气体分布的功能 ;催化裂化原料结构关联模型的开发 ,减少了分析催化裂化原料的工作量和难度 ,增强了软件的适用性 ,便于模型的推广应用。工业验证和对催化裂化 -芳烃抽提组合工艺模拟计算的结果表明 ,该模型软件的适用性强 ,预测准确度高     

重油催化裂化集总模型在指导裂化催化剂选用方面的研究

在已开发的重油催化裂化十集总动力学模型的基础上、通过实验和参数估计，分别确定了ＲＨＺ－２００，ＺＣＭ－７，ＣＲＣ－３三种裂化催化剂的十一集总动力学模型参数，并运用模型的工业应用软件ＲＣＣＬＫ，对这三种催化剂进行了工业验证计算。     

两段提升管催化裂化技术研究

提出了两段提升管催化裂化概念，并从理论上分析了两段催化裂化的优点，推导出了适合于两段催化裂化的Ｗｅｋｍａｎ三集总动力学模型的拓展式，进一步充实了两段催化裂化的理论依据．两段催化裂化的模拟实验结果表明，前期反应使催化剂结焦，使后期反应的汽油选择性明显变差，催化剂上的结焦属选择性失活．     

重油催化裂化12集总动力学模型的工业模拟

以实验室建立的重油催化裂化(RFCC)12集总动力学模型为基础,通过设置装置因数和回炼计算,建立了重油催化裂化工业反应器模型.编制了可用于求取装置因数和预测产物分布的12集总动力学模型的工业模拟软件.基于实验室模型获得的动力学参数及工业装置操作数据,利用RK4(Runge-Kutta)法和拟牛顿BFGS(Broyden...     

两段提升管催化裂化技术研究

提出了两段提升管催化裂化概念，并从理论上分析了两段催化的优点，推导出了适合于两段催化裂化的Ｗｅｅｋｍａｎ三集总动力学模型的拓展式，进一步充实了两段催化裂化的理论依据。两段催化裂化的模拟实验结果表明，前期反庆使催化剂结焦，使后期反应的汽油选择性明显变差，催化剂上的结信必选择性失活。     

重油催化裂化装置提升管在线取样研究

利用自行研制的工业提升管在线取样系统对胜利石化总厂重油催化裂化装置提升管进行了在线取样 ,并对取得的液体和催化剂样品进行了分析 ,从而得到了重油催化装置提升管反应器中液体产品分布、催化剂活性、催化剂上碳含量沿提升管高度的变化规律。重油催化裂化反应主要发生在提升管的中下部区域 ,改善产品分布和优化反应进程必须在此区域采取措施 ,应对该区域的反应参数 (反应温度、催化剂性能及进料性质等 )进行控制。在提升管油剂混合处 ,催化进料并没有完全汽化 ,仍有部分重组分以液相存在 ,这对提升管反应器内的反应过程不利 ,易使提升管喷嘴上方区域结焦。     

提升管反应器中催化裂化与热裂化反应的模拟

利用小型提升管催化裂化实验装置对工业提升管中的催化裂化和热裂化反应进行了实验模拟研究，考察了反应停留时间、反应温度和剂油比对催化裂化和热裂化反应的影响，在此基础上对催化裂化反应工艺条件进行了分析。结果表明，缩短反应停留时间和提高剂油比可有效抑制提升管反应器中热裂化反应的发生，提高轻质油收率；提高反应温度虽然可在一定程度上提高轻质油收率，但反应温度过高会使热裂化反应加剧，从而使产物分布变差；当采用高温、大剂油比操作时，缩短反应时间，尽量消除提升管反应后期的热裂化反应，是改善催化裂化产物分布的关键。     

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。     

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     

改性USY型催化裂化催化剂提高氢转移性能的研究

通过考察稀土元素铈、镧和磷对USY型催化裂化催化剂改性所引起的基质和分子筛表面酸性的变化,研究了引入铈、镧和磷对催化裂化活性和氢转移性能的影响。结果表明稀土元素的引入可以增加基质和分子筛表面酸量,提高催化活性和氢转移性能,但焦炭产率也随之增加;磷的引入可改善基质和分子筛表面酸性,减少强酸量,增加弱酸量,抑制焦炭的产生。     

载体特性对催化裂化催化剂性能的影响

研究了制备流化催化裂化(FCC)催化剂常用载体的孔结构、酸性特点和反应性能,结果表明胶溶双铝载体和高岭土原位晶化载体具有适合制备重油FCC催化剂的条件.将胶溶双铝载体和高岭土原位晶化载体分别制备成FCC催化剂,采用固定流化床反应器对其反应性能进行了评价,表明采用原位晶化载体制备的FCC催化剂具有更好的重油转化能力.     

传统催化裂化提升管反应器的弊端与两段提升管催化裂化

通过文献调研、实验研究和重油催化裂化工业装置现场采样，对传统重油催化裂化提升管反应器进行了研究。结果显示，传统重油催化裂化普遍存在反应时间过长、平均催化剂活性低和选择性差及不同反应组分之间存在恶性竞争等弊端。在此基础上，提出了两段提升管催化裂化新概念，并分析了其技术优势。     

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。