重油在催化剂中的扩散特性：有效扩散系数与扩散受阻因子探究

"该研究探讨了重油在催化剂中的扩散特性，主要关注的是大港减压渣油超临界萃取(SFEF)窄馏分在FCC催化剂和SiO2模型催化剂中的有效扩散系数及扩散受阻因子。研究发现，SFEF窄馏分在FCC催化剂中经历受限扩散，其扩散受阻因子小于1，而在大孔FCC催化剂中，这个因子相对更高。此外，分子直径与催化剂孔径的比例以及催化剂的孔结构对有效扩散系数有显著影响。" 本文是一篇工程技术领域的论文，重点在于分析重油在催化裂化(FCC)过程中的扩散行为。研究采用了大港减压渣油通过超临界萃取得到的窄馏分作为研究对象，这些馏分在FCC催化剂和SiO2模型催化剂中的扩散性能被详细研究。有效扩散系数是衡量物质在多孔介质中扩散能力的重要参数，它受到催化剂孔径大小的影响。 研究结果显示，SFEF窄馏分在FCC催化剂中的扩散受阻因子均小于1，表明扩散过程受到了限制，而大孔FCC催化剂会使得这一限制效应更加显著，扩散受阻因子可能是参比催化剂的2到3倍。进一步分析表明，当扩散分子直径小于1.8纳米时，在孔径大于5.6纳米的SiO2模型催化剂中，扩散受阻因子大于1，这意味着扩散受限。相反，当分子直径大于1.8纳米，在孔径为5.6到7.9纳米的模型催化剂中，也观察到了受限扩散现象。 SiO2模型催化剂的曲折因子为2.87，处于实验预期的范围，这表明模型催化剂的孔结构复杂性对扩散过程有显著影响。研究还指出，尽管扩散分子直径与催化剂孔径的比值(λ)是一个关键参数，但仅凭λ来判断扩散受限程度是不够的，因为有效扩散系数还与催化剂的孔结构密切关联。因此，使用SiO2模型催化剂进行扩散研究可以提供更精确的数据。 在平均孔径相近的情况下，SFEF窄馏分在模型催化剂中的有效扩散系数远大于在大孔FCC催化剂中的值，这进一步证实了孔结构对有效扩散系数的重要性。这项研究对于优化催化裂化过程，提高重油转化效率具有理论和实践意义，有助于深入理解重油在催化剂中的微观动力学行为。