催化柴油管式液相加氢过程研究
发布时间：2023-04-10 02:40
我国柴油质量落后于发达国家,其主要原因是：炼油装置结构的不合理,即催化裂化装置发展有余,而相比之下,加氢能力显得不足。为尽快缩短我国与发达国家柴油质量的差距,中石化长岭石化公司针对柴油液相加氢的缺陷,运用反应工程学的原理,提出了催化柴油管式液相加氢的新技术,该新技术的主要创新点在于：1)以多点补氢替代大量循环氢(油)。2)以管式反应器取代常规的釜式反应器。3)在反应器前加一陶瓷膜混氢器,以促使气液更好的预混合。本研究的目的即是从反应工程的角度,为该新技术的可行性提供理论支撑。本论文的主要研究内容如下：1.在中石化长岭石化公司研究院的大力支持和合作下,搭建了实验装置,确定实验原料、催化剂和进行初步实验研究的反应条件范围等。接着,即开展了不同工艺条件(反应温度、压力、空速、混氢量)的实验研究,并对实验的结果,各工艺条件的影响等进行了分析讨论,结果表明,所得结果符合规律。实验结果的正确性不仅证实了所建实验装置的可靠性,而且也为以后的动力学等实验条件的确定,提供了依据。2.基于液相加氢的特点是：柴油与溶解于油相中的氢反应,为此,必须对氢气在柴油中的溶解度进行研究。通过文献调查,本文采用饱和法测...
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第1章 文献综述
1.1 加氢技术的发展及其在石油加工中的重要地位
1.1.1 石油馏分的加氢技术
1.1.2 加氢技术发展历程及重要地位
1.1.3 我国加氢发展特点
1.2 加氢工艺概述
1.3 催化柴油加氢工艺综述
1.3.1 催化柴油组成
1.3.2 催化柴油加氢目的
1.3.3 催化柴油加氢过程的主要化学反应
1.4 催化柴油加氢工艺及催化剂发展现状
1.4.1 国外柴油加氢工艺及催化剂
1.4.2 国内柴油加氢工艺及催化剂
1.4.3 柴油液相加氢工艺
1.4.4 柴油管式液相加氢新工艺的提出
1.5 本论文研究目的及主要研究内容
第2章 催化柴油管式液相加氢工艺实验研究
2.1 实验原料
2.2 催化剂
2.3 实验装置和流程
2.3.1 实验装置建立
2.3.2 流程说明
2.4 不同反应条件的实验研究
2.4.1 压力的影响
2.4.2 混氢量的影响
2.4.3 空速的影响
2.4.4 温度的影响
2.5 双管实验初探
2.6 本章小结
第3章 氢气在催化柴油中的溶解度研究
3.1 氢气在柴油中溶解度测定方法的确定
3.1.1 气体溶解度测定方法
3.1.2 氢气在有机溶剂中的溶解度研究
3.2 饱和法测定氢气在催化柴油中的溶解度
3.2.1 溶解度计算方法
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验条件
3.2.4 实验结果与讨论
3.3 氢气在柴油中溶解度关联方程的建立和验证
3.3.1 氢气在柴油中溶解度关联方程的建立
3.3.2 氢气在柴油中溶解度关联方程的验证
3.4 本章小结
第4章 催化柴油管式液相加氢反应气液混合和流动模型研究
4.1 管式液相加氢反应器流动模型研究方法
4.2 不加混氢器实验
4.2.1 实验条件和结果
4.2.2 参数拟合计算
4.2.3 模型验证计算
4.3 加混氢器实验
4.3.1 实验条件和结果
4.3.2 参数拟合计算
4.3.3 模型验证计算
4.4 讨论
4.4.1 实验结果的原因分析
4.4.2 催化剂热点温度实验
4.5 本章小结
第5章 催化柴油管式液相加氢反应动力学模型研究
5.1 柴油加氢精制反应动力学研究综述
5.1.1 加氢脱硫反应动力学
5.1.2 加氢脱氮反应动力学
5.1.3 芳烃饱和反应动力学
5.2 催化柴油管式液相加氢集总反应动力学模型的建立
5.2.1 集总组分的划分
5.2.2 物理模型的确立
5.3 动力学实验
5.4 模型参数的求取
5.4.1 计算方法
5.4.2 计算结果
5.4.3 模型参数可靠性分析
5.5 模型的验证计算
5.6 本章小结
第6章 催化柴油管式液相加氢反应过程模型的预测计算
6.1 反应温度对加氢反应的影响
6.2 空速对加氢反应的影响
6.3 多点补氢的预测计算
6.3.1 预测计算基准反应条件的确定
6.3.2 多点补氢预测计算方案的确定
6.4 预测计算结果与分析
6.4.1 方案1中两点加氢与未补氢过程的比较
6.4.2 方案1中两点加氢与三点加氢过程的比较
6.4.3 方案2的结果分析
6.5 本章小结
第7章 催化柴油管式液相加氢CFD模拟计
7.1 计算流体力学在石油加工中的应用
7.2 CFD模型的建立
7.2.1 反应器的结构和网格划分
7.2.2 模型假设
7.2.3 模型方程
7.3 结果与讨论
7.3.1 网格无关性检测
7.3.2 模拟计算结果
7.3.3 反应条件对反应物浓度分布的影响
7.3.4 反应条件对热点的影响
7.4 本章小结
第8章 结论
本论文创新点
参考文献
攻读博士期间发表论文情况
致谢
本文编号：3788180
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第1章 文献综述
1.1 加氢技术的发展及其在石油加工中的重要地位
1.1.1 石油馏分的加氢技术
1.1.2 加氢技术发展历程及重要地位
1.1.3 我国加氢发展特点
1.2 加氢工艺概述
1.3 催化柴油加氢工艺综述
1.3.1 催化柴油组成
1.3.2 催化柴油加氢目的
1.3.3 催化柴油加氢过程的主要化学反应
1.4 催化柴油加氢工艺及催化剂发展现状
1.4.1 国外柴油加氢工艺及催化剂
1.4.2 国内柴油加氢工艺及催化剂
1.4.3 柴油液相加氢工艺
1.4.4 柴油管式液相加氢新工艺的提出
1.5 本论文研究目的及主要研究内容
第2章 催化柴油管式液相加氢工艺实验研究
2.1 实验原料
2.2 催化剂
2.3 实验装置和流程
2.3.1 实验装置建立
2.3.2 流程说明
2.4 不同反应条件的实验研究
2.4.1 压力的影响
2.4.2 混氢量的影响
2.4.3 空速的影响
2.4.4 温度的影响
2.5 双管实验初探
2.6 本章小结
第3章 氢气在催化柴油中的溶解度研究
3.1 氢气在柴油中溶解度测定方法的确定
3.1.1 气体溶解度测定方法
3.1.2 氢气在有机溶剂中的溶解度研究
3.2 饱和法测定氢气在催化柴油中的溶解度
3.2.1 溶解度计算方法
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验条件
3.2.4 实验结果与讨论
3.3 氢气在柴油中溶解度关联方程的建立和验证
3.3.1 氢气在柴油中溶解度关联方程的建立
3.3.2 氢气在柴油中溶解度关联方程的验证
3.4 本章小结
第4章 催化柴油管式液相加氢反应气液混合和流动模型研究
4.1 管式液相加氢反应器流动模型研究方法
4.2 不加混氢器实验
4.2.1 实验条件和结果
4.2.2 参数拟合计算
4.2.3 模型验证计算
4.3 加混氢器实验
4.3.1 实验条件和结果
4.3.2 参数拟合计算
4.3.3 模型验证计算
4.4 讨论
4.4.1 实验结果的原因分析
4.4.2 催化剂热点温度实验
4.5 本章小结
第5章 催化柴油管式液相加氢反应动力学模型研究
5.1 柴油加氢精制反应动力学研究综述
5.1.1 加氢脱硫反应动力学
5.1.2 加氢脱氮反应动力学
5.1.3 芳烃饱和反应动力学
5.2 催化柴油管式液相加氢集总反应动力学模型的建立
5.2.1 集总组分的划分
5.2.2 物理模型的确立
5.3 动力学实验
5.4 模型参数的求取
5.4.1 计算方法
5.4.2 计算结果
5.4.3 模型参数可靠性分析
5.5 模型的验证计算
5.6 本章小结
第6章 催化柴油管式液相加氢反应过程模型的预测计算
6.1 反应温度对加氢反应的影响
6.2 空速对加氢反应的影响
6.3 多点补氢的预测计算
6.3.1 预测计算基准反应条件的确定
6.3.2 多点补氢预测计算方案的确定
6.4 预测计算结果与分析
6.4.1 方案1中两点加氢与未补氢过程的比较
6.4.2 方案1中两点加氢与三点加氢过程的比较
6.4.3 方案2的结果分析
6.5 本章小结
第7章 催化柴油管式液相加氢CFD模拟计
7.1 计算流体力学在石油加工中的应用
7.2 CFD模型的建立
7.2.1 反应器的结构和网格划分
7.2.2 模型假设
7.2.3 模型方程
7.3 结果与讨论
7.3.1 网格无关性检测
7.3.2 模拟计算结果
7.3.3 反应条件对反应物浓度分布的影响
7.3.4 反应条件对热点的影响
7.4 本章小结
第8章 结论
本论文创新点
参考文献
攻读博士期间发表论文情况
致谢
本文编号：3788180
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