冯弦:全馏分煤焦油加氢精制动力学研究及反应器模拟论文

冯弦:全馏分煤焦油加氢精制动力学研究及反应器模拟论文

本文主要研究内容

作者冯弦(2019)在《全馏分煤焦油加氢精制动力学研究及反应器模拟》一文中研究指出:煤焦油产自煤的热解过程,因其含有较高的硫、氮等杂原子,故一般需经过加氢精制处理后利用。目前国内外对于煤焦油加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)的理论研究仍处于探索阶段,特别是对全馏分煤焦油这一复杂体系的研究并无广泛报道。此外,计算机模拟技术在化工生产过程中的应用与日俱增,为了能够准确描述全馏分煤焦油的加氢反应过程,迫切需要利用修正的宏观反应动力学模型以及反应器模拟技术进行深入研究。本文首先以全馏分煤焦油为原料,在压力1014 MPa,空速0.20.4 h-1,温度613653 K,氢油体积比1000:1的实验条件下进行了1512 h的加氢精制试验。其次,分别建立了多参数修正的HDS和HDN动力学模型。最后,在gPROMS软件平台下分别建立起等温实验室滴流床反应器模型和绝热工业反应器模型。以上研究所得主要结果如下:(1)分别对HDS、HDN动力学参数进行非线性拟合,结果分别如下:活化能94965 J/mol、98173 J/mol,反应级数1.5、1.58,催化剂半衰期20140 h、12196 h。准确性验证结果表明,该模型具有较高的预测精度。(2)在实验室规模反应器模型的计算中,得到反应器内气、液、固三相中各物质的轴向变化规律。研究发现硫化氢的存在并不会对HDS产生抑制作用。反应条件的影响表现为:压力、温度越高,空速越低则硫氮脱除率越高。与HDS反应相比,HDN反应表现出更高的催化剂效率因子且压力对HDN反应脱除率的影响更低。(3)根据煤焦油加氢反应放热特点设计如下三种方案:等床层温升;等床层长度;等床层长度不同床层入口温度,得到了工业规模反应器模型。通过对冷氢添加量、化学氢耗以及硫氮脱除率进行计算,结果表明:方案一虽然能够实现催化剂床层的优化配置,但不能满足热能的合理利用,导致冷氢添加量相对较高;方案二不能满足单段床层温升要求,易导致催化剂床层内形成热点;方案三能够实现反应放热的自利用,所需冷氢添加量最低为47360.65 Nm3/h,各段床层温升分别为23.74℃,21.39℃,12.90℃,6.42℃,且硫氮脱除率分别为81.65%,80.36%。此外,通过与原油加氢反应器相比,发现煤焦油加氢放热所形成的床层温升更高,故所需床层段数更多,单段床层长度较短。

Abstract

mei jiao you chan zi mei de re jie guo cheng ,yin ji han you jiao gao de liu 、dan deng za yuan zi ,gu yi ban xu jing guo jia qing jing zhi chu li hou li yong 。mu qian guo nei wai dui yu mei jiao you jia qing tuo liu (HDS)he jia qing tuo dan (HDN)de li lun yan jiu reng chu yu tan suo jie duan ,te bie shi dui quan liu fen mei jiao you zhe yi fu za ti ji de yan jiu bing mo an fan bao dao 。ci wai ,ji suan ji mo ni ji shu zai hua gong sheng chan guo cheng zhong de ying yong yu ri ju zeng ,wei le neng gou zhun que miao shu quan liu fen mei jiao you de jia qing fan ying guo cheng ,pai qie xu yao li yong xiu zheng de hong guan fan ying dong li xue mo xing yi ji fan ying qi mo ni ji shu jin hang shen ru yan jiu 。ben wen shou xian yi quan liu fen mei jiao you wei yuan liao ,zai ya li 1014 MPa,kong su 0.20.4 h-1,wen du 613653 K,qing you ti ji bi 1000:1de shi yan tiao jian xia jin hang le 1512 hde jia qing jing zhi shi yan 。ji ci ,fen bie jian li le duo can shu xiu zheng de HDShe HDNdong li xue mo xing 。zui hou ,zai gPROMSruan jian ping tai xia fen bie jian li qi deng wen shi yan shi di liu chuang fan ying qi mo xing he jue re gong ye fan ying qi mo xing 。yi shang yan jiu suo de zhu yao jie guo ru xia :(1)fen bie dui HDS、HDNdong li xue can shu jin hang fei xian xing ni ge ,jie guo fen bie ru xia :huo hua neng 94965 J/mol、98173 J/mol,fan ying ji shu 1.5、1.58,cui hua ji ban cui ji 20140 h、12196 h。zhun que xing yan zheng jie guo biao ming ,gai mo xing ju you jiao gao de yu ce jing du 。(2)zai shi yan shi gui mo fan ying qi mo xing de ji suan zhong ,de dao fan ying qi nei qi 、ye 、gu san xiang zhong ge wu zhi de zhou xiang bian hua gui lv 。yan jiu fa xian liu hua qing de cun zai bing bu hui dui HDSchan sheng yi zhi zuo yong 。fan ying tiao jian de ying xiang biao xian wei :ya li 、wen du yue gao ,kong su yue di ze liu dan tuo chu lv yue gao 。yu HDSfan ying xiang bi ,HDNfan ying biao xian chu geng gao de cui hua ji xiao lv yin zi ju ya li dui HDNfan ying tuo chu lv de ying xiang geng di 。(3)gen ju mei jiao you jia qing fan ying fang re te dian she ji ru xia san chong fang an :deng chuang ceng wen sheng ;deng chuang ceng chang du ;deng chuang ceng chang du bu tong chuang ceng ru kou wen du ,de dao le gong ye gui mo fan ying qi mo xing 。tong guo dui leng qing tian jia liang 、hua xue qing hao yi ji liu dan tuo chu lv jin hang ji suan ,jie guo biao ming :fang an yi sui ran neng gou shi xian cui hua ji chuang ceng de you hua pei zhi ,dan bu neng man zu re neng de ge li li yong ,dao zhi leng qing tian jia liang xiang dui jiao gao ;fang an er bu neng man zu chan duan chuang ceng wen sheng yao qiu ,yi dao zhi cui hua ji chuang ceng nei xing cheng re dian ;fang an san neng gou shi xian fan ying fang re de zi li yong ,suo xu leng qing tian jia liang zui di wei 47360.65 Nm3/h,ge duan chuang ceng wen sheng fen bie wei 23.74℃,21.39℃,12.90℃,6.42℃,ju liu dan tuo chu lv fen bie wei 81.65%,80.36%。ci wai ,tong guo yu yuan you jia qing fan ying qi xiang bi ,fa xian mei jiao you jia qing fang re suo xing cheng de chuang ceng wen sheng geng gao ,gu suo xu chuang ceng duan shu geng duo ,chan duan chuang ceng chang du jiao duan 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西北大学的冯弦,发表于刊物西北大学2019-10-11论文,是一篇关于煤焦油论文,加氢脱硫论文,加氢脱氮论文,反应动力学论文,滴流床反应器论文,西北大学2019-10-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西北大学2019-10-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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