催化柴油管式液相加氢反应动力学模型.pdfVIP

第 31卷第 2期 化学反应工程与工艺 Vol31，No2 2015年4月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology Apr．2015 文章编号：1001--7631(2015)02—O17l_o7 催化柴油管式液相加氢反应动力学模型 杨金 良 ，李 华 ，曾志煜 ，翁惠新 ，王基铭 ， 1．华东理工大学石油加工研究所，上海 200237； 2．中国石油化工股份有限公司长岭分公司，湖南 岳阳 414012； 3．中国石油化工集团公司，北京 100728 摘要：针对国内某石化公司提出的催化柴油管式液相加氢新工艺，在压力为6．5MPa，温度为623．15K，进 口混氢量为 0．42％ (质量分数)的条件下，以RS一2000为催化剂进行了初步小试实验研究。根据实验结果建 立了催化柴油管式液相加氢反应动力学模型，主要包括脱硫 (HDS)、脱氮 (HDN)和芳烃加氢饱和反应的 动力学模型以及氢耗方程。用 MATLAB软件求解模型参数并将模型计算结果与实验值进行比较，两者吻合 良好。最后用所建模型预测了该实验条件下的多点补氢过程，结果表明，补氢点数以及每点补氢量的多少对 反应结果都有很大影响，可为新工艺的进一步研究提供参考。 关键词：催化柴油 液相加氢 管式反应器 动力学模型 多点补氢 中图分类号：TE624．4~3 文献标识码：A 我国柴油馏分中催化柴油 比例高达 30％，因其硫含量高、芳烃含量高和十六烷值低 ，故需要对其 进行精制处理，目前最为普遍和有效的精制处理技术是加氢。传统的柴油加氢过程是氢气为连续相， 柴油为分散相，大量的氢气循环以确保反应所需的氢分压[1】。上世纪末美国ProcessDynamics公司开 发的液相循环加氢工艺，即IsoTherming技术[2，3】，于2003年在新墨西哥州工业化。该技术的特点是： 液相为连续相，柴油与溶解在油相中的氢气发生反应；催化剂完全浸泡在油相中，大大提高了催化剂 的利用率；又因油相的热容较大，大量的循环油既保证了反应氢的浓度又可以作为热载体，降低催化 剂床层的温升，减少了催化剂的结焦和失活等。催化柴油的加氢技术在我国也发展很快。气相循环加 氢技术在我 国各炼厂普遍应用，近年来液相循环加氢技术也在长岭、石家庄等炼厂得到了应用[击]。 长岭石化针对液相循环加氢的不足提出了管式液相加氢的新工艺，其主要创新点在于采用新型高效的 混氢方法，使氢气能迅速、均匀地溶于油相中，并以多点补氢的方式取代液相循环加氢技术中的大量 循环油等。本工作即是针对该管式液相加氢新技术建立其反应动力学模型，为该新技术的进一步研究 开发提供依据 。 1实验部分 1．1实验装置及过程 催化柴油管式液相加氢反应实验室装置流程见图1。新鲜原料在混氢器 中与经过质量流量计计量 的氢气混合后进入反应器(反应器带加热设备)进行加氢反应，加氢产物经过冷却器冷却后进入高分罐， 收稿 日期：2014．10．O8；修订日期：2015．01．26。 作者简介：杨金 良 (1987一)，男，硕士研究生；翁惠新 (194l一)，女，教授，通讯联系人。E．mail：hxweng@ecust．edu．cn。 第31卷第2期 杨金良等．催化柴油管式液相加氢反应动力学模型 17l 图 1催化柴油管式液相加氢反应流程 Fig．1TheflowofFCCdieselliquid-phasehydrogenationprocessinpipereactor 高分罐中气体通过背压阀限压后经浮子流量计计量排至碱液罐处理后排空。反应器的内径为281Tlnl，长 为 1250nllTl，催化剂床层高度约为480mill，催化剂的装填量为200mL。 1．2原料性质 实验原料油的部分性质及烃类组成见表 1。 表 1原料油的部分性质及组成