催化裂化汽油馏分烯烃加氢反应动力学模型.pdf

催化裂化汽油馏分烯烃加氢反响动力学模型 1.背景 随着环保标准的日益严格，各国制定的清洁汽油新标准对硫含量、烯烃含量提出了越来越严格的限制。我国的催化裂化汽油(FCCN)在成品汽油中占 70%以上，而 FCCN 具有高硫含量、高烯烃含量的特点，因此，降低 FCCN 的硫含量和烯烃含量是满足未来汽油质量指标要求的关键。在汽油的烃组成中，烯烃含量过高会增加有害物质的排放，车用汽油需要限制烯烃含量，但烯烃是汽油的高辛烷值组分，降低烯烃含量会造成汽油辛烷值相应下降。对于 FCCN 的脱硫过程，加氢精制是目前最有效的方法，然而在加氢脱硫的同时，烯烃也同时被饱和，造成汽油辛烷值的降低。考察加氢过程中烯烃的加氢反响动力学，对加氢脱硫过程中烯烃的变化规律具有现实意义。笔者对 FCCN 中按照碳数分布的烯烃加氢饱和反响过程进行研究，建立了按照碳数分布的烯烃加氢动力学模型。2.实验局部 2.1催化剂为石油化工科学研究院开发并已工业应用的Co-Mo Al2O3型催化汽油选择性加氢脱硫催化剂 RSDS-1。2.2试验方法：实验在催化剂装量 100 mL 的中型等温固定床加氢装置上进行，其装置原那么工艺流程图见图 1。采用新鲜 H2一次通过流程。原料油经油泵增压后与新鲜H2。混合后进入反响器，在催化剂的作用下进行加氢反响。反响器出口物流经冷凝后在气、液别离器中别离，未反响的H2 进入尾气计量系统，收集液相产物供分析和检测用。2.机理 FCCN 中 烯 烃 加 氢 饱 和 反 响 符 合Langmuir Hinshelwood 吸附机理假定外表反响发生在两个吸附物种之间且外表反响为速率控制步骤。H2在催化剂上发生解离吸附式 1，烯烃以分子状态吸附在催化剂外表 式 2，解离吸附的氢与吸附的烯烃分子发生外表反响。3.动力学方程 i表示碳数为 ii 为 4 11 的烯烃体积分数，%；ki 表示碳数为 i 的烯烃加氢饱和基元反响速率常数，h-1;Ki表示碳数为 i 的烯烃吸附平衡常数，h-1；H2表示氢气体积分数，%；KH2表示氢气解离吸附平衡常数，h-1；t 表示反响物相对停留时间 4.动力学方程参数求解 按照该动力学模型，采用四阶龙格库塔方法求取常微分方程中的模型参数，得到 FCCN 馏分不同碳数烯烃加氢饱和反响的是、Ki以及 KH2值。M,由表可以看出，H 吸附平衡常数 K 为 0.012，且，H2 体积分数 在 66.722 69.406 之间，二者之积即 H2吸附项远远小于 1，因此可以认为对于 H 为 1 级反响；同理，Ki 数值在 3.604.93 之间，烯烃吸附项 Km 也远小于 1，对烯烃反响级数也近似为 1。基于 LangmuirHinshelwood 方程的动力学方程说明，按碳数分布的烯烃加氢饱和反响对烯烃和对 H 均可看作 1 级反响。