渣油加氢脱硫反应集总动力学模型的事前模拟

作者:马成国;翁惠新 刊名:石油学报(石油加工) 上传者:张燕

【摘要】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。

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年 月 石油学报 石油加工 第 卷第 期 文章编号 一 一 一 渣油加氢脱硫反应集总动力学模型 的事前模拟 马成国 , 翁惠新华东理工 大学 石 油加工研究所 , 上海 摘要 通过渣油加氢脱硫 中试装置实测数据 , 对渣油 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 一 个集总 , 建立 了 种渣油 反应集总动力学模型 。 通过对该 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 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 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 和 , 说明模型的拟合性和 预测性 良好 。 所建模型 可为渣油 反应集总动力学 的深人研究提供参考 。 关 键 词 渣油 加氢脱硫 集总动力学 模型 事前模拟中圈分类号 文 献标识码 一 , 一 , , , , , , , 一 , 一 一 一 一 , , 一 一 由于原油重 质化 、 劣质化 与轻质燃料油需求增加 的矛盾 日益 突 出 , 同时 随着进 口 含硫 原 油 的增 加和环保法规 的 日益严格 , 重质渣 油 轻质化越来越受到人们 的关 注 。 催 化加 氢 由于具 有 提 高氢 碳质量 比 、 增加轻质油 品收率 、 脱 除油 品 中的非烃化 合物和改善油 品质量 等优点 , 成为近几 年来发 展较 快 的重油轻质化工艺之一 〔‘〕。 脱硫是重质渣油加氢处理的主要 目的之一 , 同时油 品 中的硫 含量是 清洁燃料 收稿 日期 一 一 通讯联 系人 马成 国 , 一 一 石油学报 石油加工 第 卷 生产的主要性能指标 。 因此 随着催化加氢工艺 的快速发展 , 石油馏分加氢脱硫 反应动力学一直是众多学者研究的热点 。 黄海涛等〔, 一 〕对不 同原料油的 反应动力学进行了研究 , 认为轻馏分油和重馏分油窄馏程范围的 反应 为一 级反 应 。 随着原 料的变重 、 馏 程 的变宽 , 反 应 级 数逐 渐增 大 , 一 般介 于 级之间 。 方星等〔‘一 〕采用集总方法对柴油 反 应动力学进 行 了研究 , 其 中 。 等圈 认 为柴油 中硫化物最合适 的集总个数为 。 神 田伸靖等川将柴油 中的硫化物划分为 个集总进 行 反应动力学研究 , 同时考察了氢分压 和氢 油体积 比等因素对反应 的影响 。 综上所述 , 目前运 用 集总方 法 对 反应 动力学的研究大多针对轻质馏分油 , 而针对 重质渣油反应的集总动力学研究很少 。 笔者运用集总方法对渣油 反应 动力学进行事前模拟 , 建立 了渣油 集总动力学模型 。 图 渣油 反应 四集总动力学网络代 , , , 一 , , , 一 , , , 渣油 集总动力学模型 的事前模拟 根据 集 总 划 分 原 则 , 参 照 方 星 等川 对 柴 油反应集总动力学 的研究方法 , 将渣油 中的硫化物按其加氢反应速率的快慢分别划 分为 个集总 , 对模型进行事前模拟 , 以确定该集总划 分原则是否适用于渣 油 过 程 , 同时 寻求适 宜 的集总划分个数 。 该集总方法 只需测定油品中的总硫含量 , 分析手段简便 , 所建模 型 可 为渣 油 反 应 集总动力学模型的进一步深人研究提供依据 。 将渣油 中的硫化物按其加氢反应 速率的快慢 分 别划

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