煤焦油重油馏分加氢裂化反应动力学研究

1 下载量 128 浏览量 更新于2024-09-06 收藏 1.69MB PDF 举报
"本文主要探讨了煤焦油重油馏分的加氢裂化反应动力学,通过实验研究了在特定条件下新疆热解焦油325℃以上重油馏分的加氢裂化过程。实验在100 mL快速升温高压釜反应器中进行,采用高效分散铁系催化剂,氢气初始压力10 MPa,搅拌速度350 r/min,反应温度在430~460℃之间变化。研究发现,加氢裂化反应呈现出明显的连串反应特性,随着转化率的提高,氢气消耗、气体产物和液体产物产出率均逐渐增加。反应选择性上,气产率持续上升,油产率先升后降,表明在较高转化率下,部分液体产物会进一步裂解为气体。采用一级反应动力学模型可以有效地描述这个过程,计算得到活化能Ea为434.7 kJ/mol,高于渣油加氢裂化的活化能。此外,分散型铁系催化剂在反应中起到关键作用,提供活化氢原子并稳定自由基,使得焦油重油反应更倾向于热活化机制。" 本文是关于煤焦油重油馏分加氢裂化反应的行业研究,旨在了解其反应动力学规律。研究者在实验中使用了100 mL的快速升温高压釜反应器,并选择了高效分散铁系催化剂,在高压和高温条件下对新疆热解焦油325℃以上的重油馏分进行了催化加氢裂化试验。在10 MPa的初始氢气压力、350 r/min的搅拌速度和430~460℃的温度范围内,观察到随着反应的进行,氢气的消耗量、气体产物的产率以及液体产物的产率都在逐渐增加。这表明,加氢裂化过程是一个典型的连串反应,随着原料的转化,更多的碳链被断裂。 进一步分析发现,气体产物的选择性随着转化率的增加而持续增长,而液体产物的选择性则在转化率达到57.2%时达到峰值91.5%,之后开始下降。这提示在高转化率阶段,部分已经生成的液体产物可能进一步裂解为气体,因此,为了控制产物分布和避免过度裂解,需要精确控制反应的深度。 研究者使用一级反应动力学模型来模拟这种催化加氢裂化的过程,模型表现出了良好的适用性。通过计算得出该反应的活化能Ea为434.7 kJ/mol,这个数值高于渣油加氢裂化通常的活化能,显示出焦油重油的裂化反应更为困难。铁系催化剂的分散特性对于促进反应至关重要,它能够提供活化氢原子并有助于稳定反应过程中产生的自由基,从而推动了热活化过程的发生。 这项研究揭示了煤焦油重油馏分加氢裂化反应的特性和动力学行为,为优化反应条件和催化剂设计提供了理论依据,对于提高煤焦油资源的高效利用和清洁转化具有重要意义。