催化裂化工藝是由重質(zhì)石油餾分生產(chǎn)汽油、柴油和液化石油氣的重要工藝過(guò)程。針對(duì)市場(chǎng)的需求,重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了多產(chǎn)汽油的催化裂化催化劑。本論文針對(duì)該催化劑,以傳統(tǒng)的減壓餾分油為原料,開(kāi)展催化裂化反應(yīng)規(guī)律研究以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。本論文先以達(dá)里亞VGO和蓬萊VGO為實(shí)驗(yàn)原料,針對(duì)中國(guó)石油大學(xué)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的A和B兩種裂化催化劑,在小型固定流化床實(shí)驗(yàn)裝置上研究了反應(yīng)溫度、劑油比、重時(shí)空速和水油比對(duì)催化裂化產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品分布的影響。兩種催化劑均表現(xiàn)出較好的催化活性,且催化劑B的催化性能略優(yōu)于催化劑A,與蓬萊VGO相比,達(dá)利亞VGO表現(xiàn)出更好的裂化性能。以催化劑B作為反應(yīng)催化劑,在反應(yīng)溫度為500°C、劑油比為6、空速為20 h-1和水油比為0.08的工業(yè)操作條件下,達(dá)利亞VGO轉(zhuǎn)化率90.14%,輕油收率73.15 wt%,總液收84.93wt%。達(dá)里亞VGO在催化劑B上裂化的優(yōu)化條件是反應(yīng)溫度490°C、劑油比為6、空速為20 h-1、水油比0.08,此時(shí)的轉(zhuǎn)化率為90.50%,輕油收率為75.75 wt%,液收為85.86 wt%。蓬萊VGO在催化劑B上裂化的優(yōu)化條件是反應(yīng)溫度480°C、劑油比為6、空速為20 h-1、水油比0.08,此時(shí)的轉(zhuǎn)化率為85.66%,輕油收率為74.10wt%,液收為81.73 wt%。論文針對(duì)VGO催化裂化,分別建立了七集總、八集總、十一集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得了480°C、500°C、520°C時(shí)68組不同空速下的反應(yīng)產(chǎn)物分布。然后,應(yīng)用Matlab的遺傳算法工具箱進(jìn)行編程,求出各集總在480°C、500°C、520°C下的反應(yīng)速率常數(shù),進(jìn)而通過(guò)Arrhenius公式求取各反應(yīng)的活化能以及指前因子,通過(guò)七集總模型共求取一個(gè)催化劑失活系數(shù)以及16個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)、活化能和指前因子。接著將七集總模型求取的部分模型參數(shù)作為已知帶入八集總模型的求取過(guò)程,求取9個(gè)新反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)、活化能和指前因子,最后在十一集總反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中又求取25個(gè)新反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)、活化能和指前因子,求得的活化能數(shù)值大多處于30~125 kJ·mol-1。最后對(duì)模型的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn),大部分產(chǎn)物的平均相對(duì)誤差均在10%之內(nèi),表明模型的可靠性較好。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TE624.41
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 催化裂化反應(yīng)技術(shù)
        1.1.1 提升管多反應(yīng)區(qū)技術(shù)
        1.1.2 下行式反應(yīng)器技術(shù)
        1.1.3 多產(chǎn)低碳烯烴技術(shù)
    1.2 反應(yīng)機(jī)理
        1.2.1 正碳離子反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 自由基反應(yīng)機(jī)理
    1.3 影響催化裂化產(chǎn)物分布的主要因素
        1.3.1 反應(yīng)器的影響
        1.3.2 原料性質(zhì)的影響
        1.3.3 操作條件的影響
    1.4 催化裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
        1.4.1 蠟油催化裂化集總動(dòng)力學(xué)模型
        1.4.2 渣油催化裂化集總動(dòng)力學(xué)模型
    1.5 文獻(xiàn)綜述小結(jié)
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及催化劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置流程圖
    2.3 裝置操作步驟
    2.4 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物分析方法
    2.5 實(shí)驗(yàn)重復(fù)性研究
    2.6 實(shí)驗(yàn)條件選取
    2.7 小結(jié)
第3章 催化裂化反應(yīng)規(guī)律研究
    3.1 達(dá)利亞VGO在催化劑A上的催化裂化反應(yīng)規(guī)律
        3.1.1 反應(yīng)溫度的影響
        3.1.2 劑油比的影響
        3.1.3 重時(shí)空速的影響
        3.1.4 水油比的影響
    3.2 達(dá)利亞VGO在催化劑B上的催化裂化反應(yīng)規(guī)律
        3.2.1 反應(yīng)溫度的影響
        3.2.2 劑油比的影響
        3.2.3 重時(shí)空速的影響
        3.2.4 水油比的影響
        3.2.5 較優(yōu)操作條件下產(chǎn)物收率的對(duì)比
    3.3 蓬萊VGO在催化劑B上的催化裂化反應(yīng)規(guī)律
        3.3.1 反應(yīng)溫度的影響
        3.3.2 劑油比的影響
        3.3.3 重時(shí)空速的影響
        3.3.4 水油比的影響
        3.3.5 較優(yōu)操作條件下產(chǎn)物收率的對(duì)比
    3.4 小結(jié)
第4章 催化裂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的建立及求解
    4.1 反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的建立
    4.2 模型表達(dá)式的推導(dǎo)
    4.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算方法
    4.4 七集總動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果
        4.4.1 模型數(shù)學(xué)表達(dá)式
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)
        4.4.3 擬合結(jié)果
        4.4.4 模型可靠性驗(yàn)證
    4.5 八集總動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果
        4.5.1 模型數(shù)學(xué)表達(dá)式
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        4.5.3 擬合結(jié)果
        4.5.4 模型可靠性驗(yàn)證
    4.6 十一集總動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果
        4.6.1 模型數(shù)學(xué)表達(dá)式
        4.6.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        4.6.3 擬合結(jié)果
        4.6.4 模型可靠性驗(yàn)證
    4.7 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在校期間研究成果

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