分子尺度反应动力学模型构建在催化裂化/裂解过程中的应用进展
2021-04-20刘东阳白宇恩张霖宙张宇豪赵亮高金森徐春明
化工进展 2021年4期
刘东阳,白宇恩,张霖宙,张宇豪,赵亮,高金森,徐春明
(中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京102249)
催化裂化反应是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应生成裂化气、汽油和柴油,催化裂解反应主要是在催化剂存在的条件下将轻质油进行高温裂解转变为低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)。目前,国内外科研机构和单位针对催化裂化/裂解反应的原料组成、反应器类型和产品分布的特点开发了一系列成熟的催化裂化/裂解工艺过程[1-3]。据统计,我国催化裂化所产汽油占汽油调和池的70%左右,所产柴油约占柴油调和总量的40%,催化裂化/裂解过程所产丙烯约占丙烯总产能的33%[4-5]。由此可见,催化裂化/裂解过程对我国交通运输业和化学工业的发展具有至关重要的作用。近年来,随着节能环保法规的日益严格、燃料油品质的快速升级以及低碳烯烃需求的不断增加,致使催化裂化/裂解过程产品分布和性质预测模型的开发变得尤为重要。催化裂化/裂解过程模拟的主要挑战集中在不同操作条件下将原料组成与产品收率和性质进行关联,分子尺度反应动力学模型是实现这一目标的有效途径,其本质是通过分子层次管控使石油馏分中每个分子的价值最大化[6-7]。
与经验模型和集总动力学模型相比,分子尺度反应动力学模型的研究细化到了石油烃类分子层面,是在对反应机理和反应类型研究的基础上,基于每种分子及其反应构建的反应动力学模型[8-9]。……
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