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催化裂化轻汽油中烯烃加氢反应宏观动力学

催化裂化轻汽油中烯烃加氢反应宏观动力学
催化裂化轻汽油中烯烃加氢反应宏观动力学

草酸二甲酯加氢反应动力学MicrosoftWord文档(2)(1)讲解

草酸二甲酯加氢生成乙二醇的反应动力学的推动力的表达式的转换及吸附表达式的转换。 文献中:DMO ——草酸二甲酯 MG ——乙醇酸甲酯 ME ——甲醇 EG ——乙二醇 气相催化反应动力学常数= 吸附常数 推动力常数 反应速度常数? 推动力常数应该是各个组分反应物推动力相乘与产物各个组分的常数相乘,但其格式不符合aspen plus 输入格式要求, Aspen plus 输入格式是: T D T C T B A k ?+?++ =ln ln 公式中k 为生成物各组分反应速度常数的乘积,或反应物各组分与生成物反应常数乘积的重新定义。 针对第一个反应,草酸二甲酯生成乙醇酸甲酯的反应,推动力常数你分别为:H DMO K K ?和 1 P H DMO K K K 。 但,经过反复输入试验,后查看网上其它案例,发现需将H DMO K K K ??1三项合并,一起作为推动力表达式输入,相应 1 1P H DMO K K K K ?也作为一个组合项。结果,反应速率项,指前因子输入为1,活化能输入为0。 吸附常数文献中的格式也是不符合aspen plus 输入格式要求,Aspen plus 输入格式也是:

T D T C T B A k ?+?++ =ln ln 这里只需要将文献中五种物质的反应常数2H K DMO K ME K MG K EG K 转换成T D T C T B A k ?+?++=ln ln 格式。 《草酸二甲酯加氢制乙二醇反应器模拟分析》——康文国 经过计算,得到:

?? ? ??-?? ? ??-?? ? ??-?? ? ??-?=??????=??RT RT RT RT H DMO K K K 2811345606668741310115366121exp 108506.6exp 100.1exp 10176.3exp 10157.2 将其两边取自然对数: T H DMO K K K 1 4 .3381286.7ln 1+-=?? ?? ? ? ?-?=??RT H DMO P K K K K 374823 1 1exp 10416.8 T K K K K H DMO P 1 3.450881.4ln 1 1 +-=?? ?? ? ??-?=??RT H MG K K K 5546752exp 10996.1 T H MG K K K 1 52 .66712.12ln 2+=?? ?? ? ? ?-??=?RT H MG P K K K K 9643811 22exp 104744.5 T H MG P K K K K 1 5 .115996283.23ln 22 +-=?? T H K 1 57 .67438155.13ln 2 +-= T DMO K 1 105148702.21ln +-= T E M K 1 52.215590628.4ln +-=

第四章气-固相催化反应宏观动力学

精心整理 第四章气-固相催化反应宏观动力学 在多孔催化剂进行的气-固相催化反应由下列几个步骤所组成: ① 反应物从气相主体扩散到催化剂颗粒的外表面。 ② 反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散。 §一、布。 死区:可逆反应,催化剂颗粒中反应物可能的最小浓度是颗粒温度夏的平衡浓度C *A ,如果在距中心半径R d 处反应物的浓度接近平衡浓度,此时,在半径R d 颗粒内催化反应速率接近于零,这部分区域称为“死区”。 0 R P R P

二、内扩散有效固子与总体速率 内扩散内表面上的催化反应 }同时进行,使催化剂内各部分的反映速率并不一致,越接近于外表面,反 应物浓度↗,产物浓度↘,颗粒处于等温时,越接近于外表面,单位内表面上催化反应速率↗,内扩散有效因子(或内表面利用率)ζ: 等温催化剂单位时间颗粒中实际反应量与按外表面组分浓度及颗粒内表面积计 K S S i S e K G g A )(γ§一、分子扩散: 20 102-≤γλ 纽特逊扩散(Knudsen ) 1020 ≥γλ 构型扩散nm a 0.1~5.0=γ与分子大小相当,扩散系数与分子构型有关 表面扩散(重点了解分子扩散与纽特逊扩散,简要提及构型扩散与表面扩散)

二、分子扩散 Fick 定律dx dy G D dx dC D J A AB A AB A -=-= 三、纽特逊扩散 直圆孔中Knudsen 扩散系数D K 可按下式估算: V D a k γ3 2= cm 2 /s 式中V 又V R λ一、二、 有效扩散系数 θ为孔隙率,σ为曲折因子。 §4.3内扩散有效因子 内扩散过程实际为扩散与反应耦合过程,是催化反应宏观动力学的主要研究内容。早在1939年,梯尔(Thiele )就提出球形催化剂内进行一级不可逆反应时反应一扩

汽油加氢装置工艺流程培训教案

汽油加氢装置工艺流程培训教案 1 汽油加氢装置简介 1.1 概况 乙烯装置来的裂解汽油(C5—C9馏份)中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等芳烃成份,是获得芳烃的宝贵原料。裂解汽油中除芳烃外,还含有单烯烃,双烯烃和烯基芳烃,还含有硫、氧、氮杂质。由于有不饱和烃的存在,裂解汽油是不稳定的。裂解汽油加氢的目的就是使不饱和烃变成饱和烃,并除去硫、氮、氧等杂质,为芳烃抽提装置提供稳定的高浓度芳烃含量的原料—加氢汽油。 1.2 原辅料及成品的特性 本装置在工艺上属于易燃、易爆、高温生产线,易发生着火、爆炸和气体中毒等事故。 裂解汽油为淡黄色芳香味挥发性液体,是芳香族和脂肪碳氢化合物的混合体。主要是由苯、甲苯、二甲苯、乙苯及C5-C9以上烃类组成。对人体存在危害作用。 氢气是种易燃易爆气体。氢气与空气混合,爆炸范围为4-74%(V)。 加氢汽油主要是由由苯、甲苯、二甲苯、乙苯及C5-C8饱和烷烃组成,对人体也存在危害作用。 过氧化氢异丙苯为无色或黄色油状液体,有特殊臭味,易分解引起爆炸。 硫化氢属于高危害毒物,密度比空气重,能沿地面扩散,燃烧时会产生二氧化硫有毒蒸汽,对人体存在危害作用。 2 工艺流程简介

2.1工艺特点 汽油装置采用国产化汽油加氢技术,其生产方法是先切除C 5馏份和C 9馏份,剩下的C 6—C 8馏份进行一段加氢,二段加氢,最终得到芳烃抽提的原料—加氢汽油。 2.2装置组成 汽油加氢装置由以下三部分组成: A :预分馏单元(主要包括切割C 5、脱砷、切割C 9) B :反应单元(主要包括一段加氢、二段加氢、压缩、和过热炉) C :稳定单元(主要包括脱硫化氢系统) 2.3工艺说明 2.3.1生产方法 利用裂解汽油中各组分在一定温度、压力的条件下,其相对挥发度不同,采用普通精馏的方法,将C 5馏份和沸点在其以下的轻馏份、C 9馏份和沸点在其以上的重组份,通过脱C 5塔和脱C 9塔分离,得到C 6—C 8馏份,然后通过钯或镍系催化剂和钴钼催化剂,进行选择性二次加氢,将C 6—C 8馏份中的不饱和烃加氢成饱和烃,并除去其中的有机硫化物、氧化物、氯化物,其主要化学反应有: (1)双烯加氢,在一段反应器进行。例如: (2)单烯及硫、氧、氮、氯化物加氢,在二段反应器进行。 例如: H 3C-CH=CH-CH=CH-CH 3+H 2 H 3C-CH=CH-CH 2-CH 2-CH 3 Pa Al 2O 3 CH 3-CH 2-CH=CH-CH 2-CH 3+H 2 CH 3-(CH 2)4-CH 3 Co+Mo Al 2O 3

NiMo-Al2O3催化剂上菲加氢反应体系动力学

第30卷第6期化学反应工程与工艺V ol 30, No 6 2014年12月 Chemical Reaction Engineering and Technology Dec. 2014 文章编号:1001—7631 ( 2014 ) 06—0550—07 NiMo/Al2O3催化剂上菲加氢反应体系动力学 杨惠斌1,2,王雅纯1,江洪波1,翁惠新1,刘锋2,李明丰2(1.华东理工大学石油加工研究所,上海200237;2.中国石化石油化工科学研究院,北京 100083) 摘要:采用NiMo/Al2O3催化剂,以菲和氢气为原料,在固定床连续流动微反装置上,系统地考察了反应温 度、反应压力以及空速等对菲加氢反应的影响。利用热力学计算的反应平衡常数,根据 Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW)吸附理论推导反应动力学方程式,采用拟牛顿法中的BFGS 算法估计反应速率常数、活化能以及吸附常数,并对不同的反应网络途径进行了对比筛选。在研究的反应条 件下,存在从9,10-二氢菲到1,10-八氢菲的反应路径,但不能排除存在从9,10-二氢菲到四氢菲的的反应路径, 模型拟合效果良好。 关键词:菲 加氢反应 动力学 催化剂 中图分类号:O643.1 文献标识码:A 随着世界范围内石油资源的日益重质化、劣质化,重油加工在炼油工业中越来越重要。多环芳烃作为一种主要的结焦前驱物质广泛存在于重质油中[1],且两环及以上的芳烃都对产品质量有重大不利影响,如柴油中芳烃燃烧容易生成NO x、HC和PM,这些物质会对大气造成污染,柴油中芳烃含量高会降低油品质量和十六烷值,因而实现多环芳烃有效转化对重质油资源充分利用以及油品质量升级和清洁燃料生产有着重要意义[2]。多环芳烃是指具有三环及以上芳环的芳烃,包括萘、蒽、菲和芘等,主要存在于馏分较重的油品中,如减压馏分油等。多环芳烃加氢是一个非常复杂的过程,存在着多条反应路径,选择性加氢催化剂的使用也会影响加氢反应动力学特性以及产物分布,因而研究多环芳烃选择性加氢反应热力学和动力学是非常必要的。在菲加氢反应体系动力学研究中,利用热力学计算得到的平衡常数[3]不仅减少了估算的反应动力学参数个数,并可以保证正逆反应速率常数的热力学统一性。本研究根据菲在NiMo催化剂上的加氢反应动力学实验结果,构建出合理的菲加氢反应体系,根据L-H吸附理论推导出反应动力学方程式,并采用拟牛顿法中的BFGS算法[4]估算菲加氢反应体系中各反应的动力学参数、反应物吸附常数和反应活化能。 1实验部分 1.1原料和试剂 钼酸铵由天津四方化工有限公司生产,纯度大于98%;硝酸镍和环己烷由北京益利精细化学品有限公司生产,正癸烷来自天津科密欧化学试剂有限公司,二硫化碳来自天津市津东天正精细化学试剂厂,以上产品纯度均大于99%;菲来自强生万丰阿法埃莎公司,纯度大于97%。 收稿日期:2013-11-8;修订日期:2014-01-08。 作者简介:杨惠斌(1969—),男,博士研究生;江洪波(1971—),男,副教授,通讯联系人。E-mail: hbjiang@https://www.doczj.com/doc/5712154331.html,。

第四章气-固相催化反应宏观动力学

第四章 气-固相催化反应宏观动力学 在多孔催化剂进行的气-固相催化反应由下列几个步骤所组成: ① 反应物从气相主体扩散到催化剂颗粒的外表面。 ② 反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散。 ③ 在催化剂内部孔道所组成的那表面上进行催化反应。 ④ 产物从那表面扩散到外表面。 ⑤ 产物从外表面扩散到气流主体。 ①、⑤称为外扩散;②、④称为内扩散;③为本征动力学所描述,存在传质、传热现象(传质系数、传热系数), 描述以上五个步骤的模型称为宏观动力学模型。 §4.1气-固相催化反应的宏观过程 一、气-固相催化反应过程中反应组分的浓度分布 以催化活性组分均匀分布的球形催化剂为例,说明催化反应过程中反应物的浓度分布。 死区:可逆反应,催化剂颗粒中反应物可能的最小浓度是颗粒温度夏的平衡浓度C *A ,如果在距中心半径R d 处反应物的浓度接近平衡浓度,此时,在半径R d 颗粒内催化反应速率接近于零,这部分区域称为“死区”。 二、 内扩散有效固子与总体速率 内扩散 内表面上的催化反应 }同时进行,使催化剂内各部分的反映速率并不一致,越接近于外表面,反 应物浓度↗,产物浓度↘,颗粒处于等温时,越接近于外表面,单位内表面上催化反应速率↗,内扩散有效因子(或内表面利用率)ζ: 等温催化剂单位时间颗粒中实际反应量与按外表面组分浓度及颗粒内表面积计算的反应量之比。 i A s S A s S C f k dS C f k i )()(0 ?= ζ K S 为按单位内表面积计算的催化反应速率常数。 S i 为单位体积催化床中催化剂的内表面积。 定态下,单位时间内催化剂颗粒外表面由扩散作用进入催化剂内部的反应组分量与单位时间内整个催化剂颗粒中实际反应的组分量相等,所以 速率 及内表面积计算的反映按反应组分外表面浓度梯度计算的扩散速率按反应组分外表面浓度= ζ 即单位时间内从气流主体扩散到催化剂外表面的反应组分量也必等于颗粒内实际反应量, C A C C C C C C A P P

汽油加氢技术

汽油加氢技术 主要是加氢脱硫 对于汽油加氢脱硫 按照原料是否加氢前切割,可以分为全馏分汽油加氢脱硫和切割馏分汽油加氢脱硫现在的汽油加氢技术很多。如法国ifp、美国uop 等都有这方面的专利技术。其原理就是加氢脱硫而尽量不饱和烯烃,以减少辛烷值的损失。国内石化研究院有一种技术是先将烯烃芳构化,然后再进行加氢脱硫。 目前比较牛逼的技术:国外就是prime-g+,szorb;国内就是抚研院的oct-m,石科院的rsds;prime-g+:首先进行加氢预处理,解决二烯烃问题,再切割轻重两部分,轻馏分去无碱脱臭,重馏分加氢脱硫,再轻重调合。(原料适应性较好,流程复杂,投资高)cdtech: 一种组合技术,贵金属类催化剂,不适合我国情况。 s-zorb:沸腾床吸附脱硫,辛烷值损失最小,原料适应性强,要

求规模大,投资最大。oct-m:无预处理,直接切割轻重两部分,轻馏分去无碱脱臭,重馏分加氢脱硫,再轻重调合。(工艺简单)rsds:无预处理,直接切割轻重两部分,轻馏分进行碱液抽提(有环保压力),重馏分加氢脱硫,再轻重调合催化剂上活性金属基本上是:co、mo、ni 发生的反应为(以噻吩硫为例):噻吩在催化剂活性金属的催化下,与氢发生反应,生成烃类和硫化氢 技术的关键控制指标:辛烷值损失与硫脱除率 1.国外工艺技术概况 国外f汽油脱硫、降烯烃的主要工艺技术有以下几种:isal(加氢脱硫/辛烷值恢复技术)、octgain(加氢脱硫/辛烷值恢复技术)、scanfining(选择性加氢脱硫工艺)、prime-g和prime-g+(选择性加氢脱硫工艺)、cdhydrocdhds(催化蒸馏加氢脱硫工艺)和s-zorb工艺等。 上述几种工艺技术可以分为固定床加氢技术(含催化蒸馏技术)

Raney-Ni催化剂上去氢芳樟醇催化加氢反应动力学

第34卷第6期浙江工业大学学报V01.34No.62006年12月JOURNALOFZHEJIANGUNlVERSITYOFTECHNOLOGYDec.2006 Raney—Ni催化剂上去氢芳樟醇催化 加氢反应动力学 施介华1。张谦1’2,石程2 (1.浙江工业大学药学院,浙江杭州310032;2.浙江新合成股份有限公司,浙江新昌312500) 摘要:采用Raney—Ni催化剂在间歇高压釜中进行了去氢芳樟醇液相催化加氢反应动力学研究.通过测定去氢芳樟醇催化加氢过程中去氢芳樟醇、芳樟醇和二氢芳樟醇浓度随时间变化的C~t曲线,获取去氢芳樟醇催化加氢制备芳樟醇反应中各步反应的级数、速率常数和活化能等动力学参数.结果表明,去氢芳樟醇催化加氢时,对去氢芳樟醇和氢压均呈一级反应;中间物芳樟醇继续加氢形成二氢芳樟醇时,对芳樟醇为零级反应而对氢压为一级反应.在此基础上建立的去氢芳樟醇催化加氢制备芳樟醇的各步反应的动力学方程,并对动力学方程进行验证. 关键词:Raney—Ni;去氢芳樟醇;芳樟醇;二氢芳樟醇;催化加氢;动力学 中图分类号:0643文献标识码:A文章编号:1006-4303(2006)06-0606—05KineticsofcatalytichydrogenationofdehydrolinaloolonRaney-Nicatalyst SHIJie—hual。ZHANGQianl”,SHIChen92 (1.CollegeofPharmaceuticalScience,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032,China) 2.ZhejiangNewHeChengChemicalEingineeringCo.Ltd,Xinehang312500,China) Abstract:Thereactionkineticsofcatalytichydrogenationofdehydrolinal001onRaney-Nicatalysthadbeenstudiedinahigh—pressurebatchreactor.Undertheconditionofnoinsideandoutsidediffusion,theconcentrationofdehydrohnal001,linaloolanddihydrolinaloolversustimeovertheRaney—Nicatalystweremeasured.Thekineticparametersofcatalytichydrogenationofdehydroli—nalooltolinal001suchasreactionorder。rateconstantandactivatedenergyineachstepwereob—tained.Itwasshowedthatdehydrolinaloolconversionwasfirstorderwithrespecttodehydrolina—Iooiandhydrogen,whilethelinaloolhydrogenationtodihydrolinaloolwaszeroorderwithrespecttolinaloolandfirstorderwithrespecttohydrogen.Basedontheseresults,thekineticequationsofdehydrolinal001hydrogenationtolinaloolineachstepwereproposed.Theyareinconsistencewiththeexperimentaldata. Keywords:Raney-Ni;dehydrolinalool;linalool;dihydrolinalool;catalytichydrogenation;kinetics 0前言 芳樟醇(Linal001)又名沉香醇、里哪醇,化学名为3,7一二甲基一1,6一辛二烯一3一醇.芳樟醇及其酯类大都具有花香气味,是一种名贵的香料,具有浓郁的香味.芳樟醇及其酯类广泛应用于配制花香型香精,少量用于食用香精中,同时又是合成异植物醇、维生素E(VitaminE)、p一紫罗兰酮、维生素A(VitaminA)、p胡萝b素等的重要中间体.去氢芳樟醇选择性加 收稿日期:2005一10—20 作者简介:施介华(196l一),男,浙江杭州人,教授,硕士生导师,主要从事药物及中间体合成和药物分析等教学和研究 万方数据

40万吨汽油加氢装置开工及运行总结

40万吨/年汽油加氢脱硫装置开工运行总结 张超群崔昕宇 重整加氢车间 一、装置概况 中国石油玉门油田公司炼油化工总厂40万吨/年汽油加氢装置,采用中国石油化工研究院研发的DSO技术,运用低压固定床工艺,以催化汽油为原料,对催化汽油进行预加氢、加氢精制和加氢改质,以改善汽油产品质量,满足全厂调和生产国Ⅳ汽油产品的需求,并为满足全厂调和生产国Ⅴ汽油产品打下基础。根据玉门炼化总厂催化汽油的生产情况,本装置预加氢部分设计规模为40万吨/年,操作弹性为60%~110%,设计年开工时间8400h。玉门炼化总厂40万吨/年汽油加氢装置由中国石油华东勘察设计院EPC项目总承包,于2013年9月28日装置建成中交,炼化总厂从9月29日开始组织装置投料试车。 二、开工情况 1、非临氢系统主要开工过程: 9月29日至10月4日进行分馏、稳定系统吹扫;10月5日至7日原料脱砷、分馏、稳定系统试压;10月8日至9日单机试运后水联运;10月10日至11日冷油联运;10月12日热油联运,带分馏塔底循环加热炉烘炉。10月16日分馏系统冲压至操作压力0.7MPa、稳定系统冲压至操作压力0.9MPa,气密结束。10月18日E-1205密封面整改完毕,稳定塔冲压做气密。10月19日分馏塔底再沸炉烘炉完毕。10月22日18:00装置广播对讲系统调试完毕。10月23日至30日进行非临氢系统检查,并对发现问题及时整改。 2、临氢系统主要开工过程: 9月28日至10月2日临氢系统爆破吹扫;10月3日至5日临氢氮气置换,系统1.0MPa氮气气密、试压、整改漏点,并进行新氢压缩机、循环氢压缩机试运;10月6日至9日临氢系统2.2MPa 氮气气密、试压、整改漏点;10月9日至13日加氢脱硫产物加热炉烘炉、反应系统升温干燥;10月13日至15日,各反应器催化剂的装填完毕;10月16日脱砷剂装填完毕。10月17日20:00启动循环氢压缩机,预加氢催化剂、加氢脱硫催化剂开始干燥;10月20日19:50,预加氢催化剂和加氢脱硫催化剂干燥结束;10月21日8:20,开始干燥后处理催化剂;10月22日22:30,后处理催化剂干燥结束;10月23日8:30,开始脱砷剂干燥;10月24日15:30 脱砷剂干燥结束;10月25日至28日,装置所有工艺联锁逻辑回路调试完毕。11月6日至9日,预加氢催化剂、加氢脱硫催化剂、后处理催化剂硫化结束,20:10导通开工正向流程。21:10预加氢反应器开始充液。11月10日4:50切进催化汽油原料,调整操作参数。 11月11日20:00,R-1101入口温度升至80℃,R-1201入口升至215℃,R-1202入口温度升至260℃,汽油产品总硫降至48.95ppm,硫醇硫2ppm,辛烷值损失小于1,产品质量达到设计值,

加氢裂化反应动力学建模研究进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第4期·988· 化工进展 加氢裂化反应动力学建模研究进展 李中华,肖武,阮雪华,贺高红 (大连理工大学精细化工国家重点实验室,膜科学与技术研究开发中心,辽宁大连 116024)摘要:加氢裂化是炼油与石化行业的关键技术,借助反应动力学建模以及软件模拟技术来深入认识加氢裂化反应机理并指导生产,优化装置操作条件,可以给企业带来显著的经济效益。本文主要对利用集总法来模拟加氢裂化反应过程动力学的相关研究进行了综述,包括基于生产方案划分的集总、离散集总以及连续集总建立的反应动力学模型,重点介绍了这三类集总模型的建模思路及发展现状,对不同模型的优缺点和反应网络进行了详细的对比分析,其中连续集总模型能够充分考虑混合物性质、反应途径以及切割方案变化的影响,进而实现对加氢裂化这一复杂体系反应器的模拟,准确预测其产品分布和产品性质。同时,本文还指出未来加氢裂化反应动力学建模深入研究的方向,将集总法建模和分子法建模有效结合,开发出一个全面的混合动力学模型,将是未来加氢裂化反应器模拟中一项很有意义并且具有挑战的工作。 关键词:加氢;反应;集总法;动力学模型 中图分类号:TE 624 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)04–0988–07 DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.003 Research progress of hydrocracking reaction kinetic model LI Zhonghua,XIAO Wu,RUAN Xuehua,HE Gaohong (State Key Laboratory of Fine Chemicals R&D Center of Membrane Science and Technology,Dalian University of Technology,Dalian 116024,Liaoning,China) Abstract:Hydrocracking is a key technology in the refining and petrochemical industry. With the help of reaction kinetics modeling and simulation techniques to understand hydrocracking mechanisms and to guide production,optimize plant operation can bring significant economic benefits could be achieved. This paper focuses on the use of lump method to study the relevant researches on hydrocracking reaction kinetics,including the kinetics models based on lumped by production method classification,discrete lumped and continuous lumped,describes the modeling method and development situation of these three kinds of lumped models,and presents the advantages and disadvantages of corresponding reaction networks. Comparison and analysis of the lumped models will provide a reference for modeling of hydrocracking. The continuous lumped model can take the properties of mixture and reaction pathways as well as changes of cutting schemes into consideration,then realize simulation of the complicated system hydrocracking reactor,and accurately predict distribution and properties of products. Meanwhile,further research direction of hydrocracking reaction kinetics modeling is also pointed out. Combining lump modeling and molecular modeling and developing a comprehensive mixed kinetic model will be a meaningful and challenging work in 收稿日期:2015-08-30;修改稿日期:2015-11-10。 基金项目:国家自然科学基金(21206014,21125628)、中央高校基本科研业务费专项基金(DUT14LAB14)及中国石油化工股份有限公司资助项目(X514001)。第一作者:李中华(1991—),女,硕士研究生,从事加氢裂化模拟优化研究。联系人:肖武,博士,副教授,从事化学工程、化工系统工程及过程强化等方面研究。E-mail wuxiao@https://www.doczj.com/doc/5712154331.html,。

第六章气—固催化反应宏观动力学

第六章 气—固催化反应宏观动力学 宏观反应速率—以颗粒催化剂体积为基准的平均反应速率 ???-=-= -S A S S V 0 S S V 0 S V 0 S A A dV )r (V 1dV dV )r ()R ( 6.1—1 )R (A -—A 组分的宏观消耗速率; )r (A -—A 组分的本征消耗速率; S V —催化剂颗粒体积。 宏观动力学—表述宏观反应速率与其影响因素之间关系 在本征反应动力学基础上讨论: 1、 流体在固体催化剂中的扩散规律; 2、 催化剂内浓度、温度分布规律; 3、 宏观反应速率的关联式。 6.1催化剂颗粒内气体的扩散 a 、分子扩散或容积扩散—扩散阻力主要是分子间的碰撞(对大孔); b 、努森(kondson)扩散—当微孔的孔径小于分子的平均自由程(约0.1m μ)时,分子与孔壁的碰撞机会会超过分子间的相互碰撞,扩散阻力主要是分子与孔壁的碰撞; C 、构型扩散—(nm 1~5.0d 0 =),d 0与分子大小是一个数 量级,分子的扩散系数与分子的构型有关。 扩散系数:

dz dy D RT p dz dC D Sdt dn A AB A A B A -=-= 6.1—2 AB D 与λ有关atm P ,cm P 10 5 ,压力-=λ?- 6.1.1分子扩散 当时一般2 10d /,d -<λλ>>,属于分子扩散。 1、 二元组分的分子扩散系数 s /cm ) V V (P ) M /1M /1(T 10 3.4D 2 2 3 /1B 3 /1A 5 .0B A 5 .13 AB ++?=- 6.1—3 P —总压,atm; T —温度,K; M A ,M B —分子量; V A ,V B —分子扩散体积m 3/mol 。 2、 混合物中组分的扩散系数 ∑-= =m 1 i Ai i A Am ) D /y () y 1(D 6.1—4 i y —i 组分的摩尔分率; Ai D —A 组分对i 组分的二元扩散系数s /cm 2 ; Am D —A 组分对混合组分的扩散系数s /cm 2。 6.1.2努森(Knudson )扩散 当10d /0 >λ,扩散的主要阻力来自分子与孔壁的碰撞。 )s /cm (m /T d 4850D 20K = 6.1—5 T —温度K ;

微波化学反应动力学

微波化学反应动力学 微波对化学反应速率的影响 早在1967年Williams.N.H就报道了用微波加快某些化学反应的实验研究结果。1986年Gi guere.R.J(1)等人发现用微波辐射4-氰苄基苯氧离子与氰苄的SN2亲核取代反应可以使反应速率提高1240倍,从而引起化学家对微波可加速化学反应的作用的高度重视。此外,化学家注意到,微波不仅可以加快化学反应,而且在一定条件下还可以抑制反应的进行,也可以开 辟反应的新途径。以下举些实例说明微波对化学反应速率影响的程度。 (ⅰ)微波对有机合成反应的加速作用 以酯化反应为例。羧酸与醇作用生成羧酸酯的反应,是最早应用微波的有机反应之一,1986年,Gedye(2,3)将密封的反应器(300ml的Brghof反应瓶)置于微波炉中,研究了苯甲酸与醇的酯化反应,并与传统加热方法使之反应加以对比,结果列于表8-3 表8-3 微波加热与传统加热对苯甲酸酯化反应速率影响的对比 注:表中C-传统加热,W-微波加热 表8-3表明,微波对酯化反应有明显加速作用,特别对低佛点的醇(甲醇)的酯化作用加速的更明显,速率提高96倍。 再如,刘福安(4)等研究了反式-丁烯二酸与甲醇的双酯化反应,微波作用下仅回流50min,产率达82%,若达相近的产率而采用传统加热法却需480min: HOOC H H2SO4 H COOCH3 C=C +2CH3OH C=C +2H2O H COOH CH3COOC H 又如,Baghurst.D.R(5)利用微波合成铑和铱的二烯烃化合物,该反应使用传统加热法需在水和乙醇溶液中回流4-36h,而用微波炉只需45~50s,产率分别为91%和72%: MCl3·xH2O+C8H12→[M(C8H12)Cl]2 (M=Rh或Ir) 微波技术还能应用于芳香环上的金属取代反应,配位体的再分配反应、络合物的合成反应等,如 Ph3Bi+3BiCl3=3PhBiCl2 上述反应用传统加热反应需在异丙醇中回流3~4h,产率为30%~68%,而用微波加热,只需6min,产率64%。 (ⅱ)微波对无机反应的加速作用 在微波作用下的烧结反应,亦有显著效果,如Baghurst(6)等,曾用500W家用微波炉成功地合成了一系列陶瓷氧化物,反应物料约20g,与传统加热方法相比,反应时间大大缩短,

加氢装置火灾爆炸危险性及安全措施(通用版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 加氢装置火灾爆炸危险性及安全 措施(通用版)

加氢装置火灾爆炸危险性及安全措施(通用 版) 导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 作业五区8套装置,基本都有加氢工艺,以加氢工艺装置为例,汽柴油加氢装置含有多种可燃气体,且有高温、中压的特点,因而具有易燃易爆的特点。工艺物料中的氢气、燃料气、汽柴油等这些物质具有强爆炸危险性和穿透性;而主要危险性为火灾爆炸危险性,以下主要分析物料的火灾爆炸危险性;工艺装置火灾危险性;工艺设备的火灾危险性。通过对主要危险性分析,结合作业05年以来,发生的火灾情况,从装置的工艺、设备及安全管理方面提出综合控制措施,降低装置发生火灾的概率,提高装置安全运行。 一、汽柴油加氢装置火灾爆炸危险性 1物料的火灾爆炸危险性 汽柴油加氢装置以焦化汽柴油、催化柴油和直馏柴油为原料,在催化剂作用下,经高温、中压、临氢反应,并在分馏塔内进行脱硫化氢以及汽、柴油的分离,以生产高质量的汽柴油产品。所用燃料气来

催化柴油管式液相加氢反应动力学模型

第31卷第2期化学反应工程与工艺V ol 31, No 2 2015年4月 Chemical Reaction Engineering and Technology Apr. 2015 文章编号:1001—7631 ( 2015 ) 02—0170—07 催化柴油管式液相加氢反应动力学模型 杨金良1,李华2,1,曾志煜2,翁惠新1,王基铭3,1 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6.5 MPa,温度为623.15 K,进 口混氢量为0.42%(质量分数)的条件下,以RS-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Process Dynamics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[4-6]。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:2014-10-08;修订日期:2015-01-26。 作者简介:杨金良(1987—),男,硕士研究生;翁惠新(1941—),女,教授,通讯联系人。E-mail: hxweng@https://www.doczj.com/doc/5712154331.html,。

第四章气-固相催化反应宏观动力学

第四章气-固相催化反应宏观动力学 在多孔催化剂进行的气-固相催化反应由下列几个步 骤所组成: ①反应物从气相主体扩散到催化剂颗粒的外表面。 ②反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散。 ③在催化剂内部孔道所组成的那表面上进行催化反 应。 ④产物从那表面扩散到外表面。 ⑤产物从外表面扩散到气流主体。 ①、⑤称为外扩散;②、④称为内扩散;③为本征动力学所描述,存在传质、传热现象(传质系数、传热系数), 描述以上五个步骤的模型称为宏观动力学模型。 §4.1气-固相催化反应的宏观过程 一、气-固相催化反应过程中反应组分的浓度分布 以催化活性组分均匀分布的球形催化剂为例,说明催化反应过程中反应物的浓度分布。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 死区:可逆反应,催化剂颗粒中反应物可能的最小浓度是颗粒温度夏的平衡浓度C * A ,如果在距中心半径R d 处反应物的浓度接近平衡浓度,此时,在半径R d 颗粒内催化反应速率接近于零,这部分区域称为“死区”。 二、 内扩散有效固子与总体速率 内扩散 内表面上的催化反应 }同时进行,使催化剂内各部分的反映速率并不一 致,越接近于外表面,反应物浓度↗,产物浓度↘,颗粒处于等温时,越接近于外表面,单位内表面上催化反应速率↗,内扩散有效因子(或内表面利用率)ζ: 等温催化剂单位时间颗粒中实际反应量与按外表面组分浓度及颗粒内表面积计算的反应量之比。 i A s S A s S C f k dS C f k i )()(0 ?= ζ K S 为按单位内表面积计算的催化反应速率常数。 S i 为单位体积催化床中催化剂的内表面积。 C A C C C 0 C C C A R P R P

汽油加氢装置改造过程的HSE管理(2021年)

( 安全技术 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 汽油加氢装置改造过程的HSE管 理(2021年) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

汽油加氢装置改造过程的HSE管理(2021 年) 2004年4月,石家庄炼油化工股份有限公司100×104t/a汽、柴油加氢精制装置顺利开工、投产。由于该加氢装置已完全满足生产任务,公司决定将原有的60×104t/a加氢装置改造为催化重汽油选择性加氢脱硫装置。装置改造成功后,可处理重汽油32×104t/a,处理后汽油硫含量将有较大幅度降低,可完全满足欧Ⅱ质量标准,是一项环保改造项目。 为了使整个改造工程安全、如期完成,我们进行了HSE管理,通过预先运用危险源辨识和风险评价以及环境因素识别,辨识出改造施工过程中风险度较大的危险源以及重要环境因素,制定相应的安全措施,确保了装置改造过程的施工安全。 1、32×104t/a汽油加氢装置改造工程概况

根据工艺的要求,本次改造后的流程基本没有变化,增加一套紧急停车控制系统ESD。中控室部分和DCS控制系统利旧不变。原装置的仪表需要更新的,其型号均和过去保持一致。主要设备大部分都利旧,这些设备必须按照《在用压力容器检验规程》的要求进行检验,满足要求后方可使用。因操作条件改变,此次新增一台重汽油产品水冷器(E-305),增上一台原料泵(泵301/3),原有的控制阀和手阀控制改为完全自动控制,工艺管线做相应的改动,催化剂进行更换。此工程吊装、动火交叉作业频繁,参与作业人员多,西临正在运行的100×104t/a加氢装置,其稳定系统、含硫污水线、汽油线及汽油不合格线、污油线,高低压酸性气线、放空线、循环水线运行的100×104t/a加氢装置正在使用,给运行装置的安全生产和施工带来很大的困难。 2、装置常规检修和改造过程中危害识别和环境因素识别 2.1运用HSE管理方法开展风险评价 在施工前期,我们遵循科学性、系统性、综合性、实用性的原则对PSA装置拆除和恢复过程中的危害和环境因素进行了识别,评

裂解汽油加氢

第二节裂解汽油加氢 一、裂解汽油的组成 裂解汽油含有C6~C9芳烃,因而它是石油芳烃的重要来源之一。裂解汽油的产量、组成以及芳烃的含量,随裂解原料和裂解条件的不同而异。例如,以石脑油为裂解原料生产乙烯时能得到大约20%(质、下同)的裂解汽油,其中芳烃含量为40~80%;用煤柴油为裂解原料时,裂解汽油产率约为24%,其中芳烃含量达45%左右。 裂解汽油除富含芳烃外,还含有相当数量的二烯烃、单烯烃、少量直链烷烃和环烷烃以及微量的硫、氧、氮、氯及重金属等组分。 裂解汽油中的芳烃与重整生成油中的芳烃在组成上有较大差别。首先裂解汽油中所含的苯约占 C6~C8芳烃的 5 0%,比重整产物中的苯高出约5~8%,其次裂解汽油中含有苯乙烯,含量为裂解汽油的3~5 %,此外裂解汽油中不饱和烃的含量远比重整生成油高。 二、裂解汽油加氢精制过程 由于裂解汽油中含有大量的二烯烃、单烯烃。因此裂解汽油的稳定性极差,在受热和光的作用下很易氧化并聚合生成称为胶质的胶粘状物质,在加热条件下,二烯烃更易聚合。这些胶质在生产芳烃的后加工过程中极易结焦和析碳,既影响过程的操作,又影响最终所得芳烃的质量。硫、氮、氧、重金属等化合物对后序生产芳烃工序的催化剂、吸附剂均构成毒物。所以,裂解汽油在芳烃抽提前必须进行预处理,为后加工过程提供合格的原料。目前普遍采用催化加氢精制法。 1.反应原理 裂解汽油与氢气在一定条件下,通过加氢反应器催化剂层时,主要发生两类反应。首先是二烯烃、烯烃不饱和烃加氢生成饱和烃,苯乙烯加氢生成乙苯。其次是含硫、氮、氧有机化合物的加氢分解(又称氢解反应),C—S、C—N、C—O键分别发生断裂,生成气态的H2S、N H3、H2O以及饱和烃。例如: 金属化合物也能发生氢解或被催化剂吸附而除去。加氢精制是一种催化选择加氢,在

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