專利名稱：一種預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用煤焦油加氫失活動力學(xué)預(yù)測加氫催化劑壽命的方法，屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，國內(nèi)油氣一次能源不足，我國對國外石油消費(fèi)依賴突破55%，石油安全形勢不容樂觀。我國年副產(chǎn)煤焦油約1700萬噸，采用煤焦油加氫生產(chǎn)汽、柴油等燃料油，對替代我國部分石油資源具有重要的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。失活動力學(xué)的研究應(yīng)用廣泛，可以有效的將反應(yīng)工藝條件與催化劑活性變化關(guān)聯(lián)在一起，方便快捷的預(yù)測催化劑的活性，評估催化劑的壽命。造成催化劑失活的因素眾多，動力學(xué)的建立也較為復(fù)雜，其反應(yīng)速率不僅取決于溫度、壓力等工藝條件，還需考慮催化劑活性變化函數(shù)，不同的失活機(jī)理其所采用的模型區(qū)別明顯，Delmon [Delmon B, Froment GF. Catalyst deactivation [Μ]. Amsterdam: Elsdiver Science Press, 1998]將失活動力學(xué)的基礎(chǔ)模型總結(jié)為四大類(見表I)。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法，其特征在于包括以下步驟(1)催化劑失活程度最大影響因素的選取在空速O. 3 O. 6 1Γ1，反應(yīng)壓力12 16 MPa，催化劑床層溫度633K 673K的條件下進(jìn)行7組煤焦油加氫實(shí)驗(yàn)，得到產(chǎn)品油的氮含量、硫含量、汽柴油總收率、產(chǎn)品油的密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；將此7組數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化變換計(jì)算出產(chǎn)品油性能的關(guān)聯(lián)度矩陣，從矩陣中選取對催化劑活性變化最為敏感的指標(biāo)即產(chǎn)品油的氮含量，以此指標(biāo)作為考察催化劑失活程度的影響因素，進(jìn)行煤焦油加氫催化劑失活動力學(xué)方程的建立；(2)煤焦油加氫催化劑失活動力學(xué)模型的建立及催化劑壽命預(yù)測煤焦油加氫催化劑失活動力學(xué)方程為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法，其特征在于煤焦油為煤炭在氣化、煉焦或生產(chǎn)半焦過程中產(chǎn)生的低溫、中溫和高溫全餾分煤焦油或這幾種煤焦油的餾分油，或這幾種煤焦油經(jīng)延遲焦化得到的輕質(zhì)油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法，其特征在于煤焦油加氫反應(yīng)過程中使用的催化劑為含有Co、Mo、W或Ni的三氧化二鋁負(fù)載型加氫催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法，其特征在于所述的催化劑為RHT系列催化劑或FZC系列催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法，其特征在于所述RHT系列催化劑或FZC系列催化劑的裝填體積比為保護(hù)劑脫金屬劑脫硫劑脫氮劑=15 25 35 45 20 30 35 45。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用失活動力學(xué)模型預(yù)測煤焦油加氫催化劑壽命的方法，本方法選取加氫產(chǎn)品油的氮含量作為考察催化劑失活程度的影響因素，進(jìn)行煤焦油加氫催化劑失活動力學(xué)模型的建立。所建立的模型包括反應(yīng)溫度、液體體積空速、氫分壓等操作參數(shù)，也包括反應(yīng)級數(shù)、Arrhenius方程的指前因子、活化能等動力學(xué)參數(shù)。根據(jù)加氫裝置的實(shí)測數(shù)據(jù)通過對動力學(xué)方程進(jìn)行非線性擬合，擬合采用麥夸特法，求出動力學(xué)參數(shù)和所預(yù)測的催化劑理論運(yùn)行時(shí)間即催化劑壽命。本發(fā)明提供了適用于煤焦油加氫催化劑壽命的預(yù)測方法，其優(yōu)點(diǎn)是將工藝條件與催化劑活性、壽命相互關(guān)聯(lián)，可以直觀反應(yīng)出催化劑失活過程的本質(zhì)，指導(dǎo)工藝進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而保障產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
文檔編號G06F19/00GK103045296SQ201210377320
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者李冬, 李穩(wěn)宏, 雷雨辰, 李珍, 李學(xué)坤, 范崢 申請人:西北大學(xué)