柴油加氢反应的组分含量确定方法、装置制造方法及图纸

本公开涉及一种柴油加氢反应的组分含量确定方法、装置。所述柴油加氢反应中使用由N段催化剂床层构成的催化剂级配体系，所述方法包括：根据柴油加氢反应的反应器进口组分含量、柴油加氢反应动力学模型、以及与第一段催化剂床层对应的动力学参数，计算所述第一段催化剂床层的出口组分含量；根据当前段催化剂床层的出口组分含量、所述柴油加氢反应动力学模型、以及与下一段催化剂床层对应的动力学参数，计算所述下一段催化剂床层的出口组分含量，直至计算得到第N段催化剂床层的出口组分含量，其中，N为整数，N≥2。这样，能够通过模型计算的方法确定柴油加氢反应的组分，结果准确，效率高。

【技术实现步骤摘要】
柴油加氢反应的组分含量确定方法、装置
本公开涉及柴油加氢反应领域，具体地，涉及一种柴油加氢反应的组分含量确定方法、装置。
技术介绍
为了进一步提高清洁燃料的质量，柴油质量标准被逐步提升。加氢脱硫技术是生产清洁柴油的关键技术。该技术使用加氢处理催化剂来降低柴油原料中的硫、氮和芳烃含量。在柴油加氢脱硫催化剂的作用下，柴油中的硫、氮含量逐步降低，多环芳烃逐渐发生饱和。为了提高催化剂的性能，有必要认清柴油中硫、氮和芳烃组分沿催化剂轴向的变化规律并建立加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳烃反应的动力学模型，以便有针对性地开发高性能柴油加氢催化剂。对柴油加氢脱硫动力学模型的研究工作较多，模型一般针对模型化合物或实际柴油原料建立模型。针对模型化合物的加氢脱硫动力学模型较为简单，无法满足对复杂真实柴油体系动力学研究的需要。针对复杂柴油体系的动力学模型分为单集总模型和多集总模型。单集总模型是以原料中的总硫为研究对象，多集总模型将硫化物分为几类。目前研究的模型均是基于单一催化剂体系而建立的模型，而柴油加氢装置中常用催化剂级配体系，针对催化剂级配体系建立的加氢反应动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油加氢反应的组分含量确定方法，其特征在于，所述柴油加氢反应中使用由N段催化剂床层构成的催化剂级配体系，所述方法包括：/n根据柴油加氢反应的反应器进口组分含量、柴油加氢反应动力学模型、以及与第一段催化剂床层对应的动力学参数，计算所述第一段催化剂床层的出口组分含量；/n根据当前段催化剂床层的出口组分含量、所述柴油加氢反应动力学模型、以及与下一段催化剂床层对应的动力学参数，计算所述下一段催化剂床层的出口组分含量，直至计算得到第N段催化剂床层的出口组分含量，其中，N为整数，N≥2。/n

【技术特征摘要】
1.一种柴油加氢反应的组分含量确定方法，其特征在于，所述柴油加氢反应中使用由N段催化剂床层构成的催化剂级配体系，所述方法包括：
根据柴油加氢反应的反应器进口组分含量、柴油加氢反应动力学模型、以及与第一段催化剂床层对应的动力学参数，计算所述第一段催化剂床层的出口组分含量；
根据当前段催化剂床层的出口组分含量、所述柴油加氢反应动力学模型、以及与下一段催化剂床层对应的动力学参数，计算所述下一段催化剂床层的出口组分含量，直至计算得到第N段催化剂床层的出口组分含量，其中，N为整数，N≥2。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柴油加氢反应动力学模型包括：等温型芳烃加氢动力学模型、绝热型芳烃加氢动力学模型；
所述出口组分含量包括多个芳烃集总的占比，所述多个芳烃集总包括：单环芳烃集总、双环芳烃集总、三环以上芳烃集总和非芳烃集总。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述动力学参数包括所述多个芳烃集总中每个集总的指前因子、反应温度对吸附的影响因子、每个反应路径中在先集总到在后集总的指前因子、以及每个反应路径中在先集总到在后集总的活化能。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述等温型芳烃加氢动力学模型包括：















ηAed＝tanh(parpA*v)
ηNed＝tanh(parpN*v)
1+fN1×wN+∑fAi×wi＝1+fN1×wN+fA1w1+fA2w2+fA3w3
其中，w1为单环芳烃集总的质量分率，w2为双环芳烃集总的质量分率，w3为三环以上芳烃集总的质量分率，w4为非芳烃集总的质量分率，kij为集总i到集总j的反应速率常数，为氢气压力，为氢气和柴油的体积比，fA1为单环芳烃集总的吸附平衡常数，fA2为双环芳烃集总的吸附平衡常数，fA3为三环以上芳烃集总的吸附平衡常数，τ为空时，αA1、αA2、αA3分别为等温型芳烃加氢动力学模型中氢气压力对单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的影响因子，βA为等温型芳烃加氢动力学模型中氢油体积比的影响因子，ηNed为等温型加氢脱氮动力学模型中的外扩散影响因子，ηNid为等温型加氢脱氮动力学模型中的内扩散影响因子，ηAed为等温型芳烃加氢动力学模型中的外扩散影响因子，ηAid为等温型芳烃加氢动力学模型中的内扩散影响因子，fN1为等温型芳烃加氢动力学模型中氮化物的吸附平衡常数，wN为氮化物的质量分率，k0，N为氮化物的反应指前因子，EaN为氮化物的反应活化能，T为反应温度，R为气体普适常数，e为自然常数，nN为等温型加氢脱氮动力学模型中氮化物的反应级数，αN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢气压力的影响因子，βN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢油体积比的影响因子，v为空塔线速度，parpA为等温型芳烃加氢动力学模型中的相关系数，parpN为等温型加氢脱氮动力学模型中的相关系数。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述绝热型芳烃加氢动力学模型包括：















ηAed＝tanh(parpA*v)
ηNed＝tanh(parpN*v)
1+fN1×wN+∑fAi×wi＝1+fN1×wN+fA1w1+fA2w2+fA3w3












其中，w1为单环芳烃集总的质量分率，w2为双环芳烃集总的质量分率，w3为三环以上芳烃集总的质量分率，w4为非芳烃集总的质量分率，kij为集总i到集总j的反应速率常数，为氢气压力，为氢气和柴油的体积比，fA1为单环芳烃集总的吸附平衡常数，fA2为双环芳烃集总的吸附平衡常数，fA3为三环以上芳烃集总的吸附平衡常数，τ为空时，αA1、αA2、αA3分别为等温型芳烃加氢动力学模型中氢气压力对单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的影响因子，βA为等温型芳烃加氢动力学模型中氢油体积比的影响因子，ηNed为等温型加氢脱氮动力学模型中的外扩散影响因子，ηNid为等温型加氢脱氮动力学模型中的内扩散影响因子，ηAed为等温型芳烃加氢动力学模型中的外扩散影响因子，ηAid为等温型芳烃加氢动力学模型中的内扩散影响因子，fN1为等温型芳烃加氢动力学模型中氮化物的吸附平衡常数，wN为氮化物的质量分率，k0，N为氮化物的反应指前因子，EaN为氮化物的反应活化能，T为反应温度，R为气体普适常数，e为自然常数，nN为等温型加氢脱氮动力学模型中氮化物的反应级数，αN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢气压力的影响因子，βN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢油体积比的影响因子，v为空塔线速度，parpA为等温型芳烃加氢动力学模型中的相关系数，parpN为等温型加氢脱氮动力学模型中的相关系数，Foil、分别为柴油的进料流率和氢气的进料流率，ΔH1、ΔH2、ΔH3分别为单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的反应热，分别为单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的摩尔分率，Cp.oil、分别为柴油的比热和氢气的比热，Moil分别为单环芳烃集总、双环芳烃集总、三环以上芳烃集总和柴油的平均分子质量。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柴油加氢反应动力学模型包括：等温型加氢脱氮动力学模型、绝热型加氢脱氮动力学模型，所述出口组分含量包括氮化物的占比。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述动力学参数包括柴油的氮化物的反应指前因子和反应活化能。


8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述等温型加氢脱氮动力学模型包括：



ηNed＝tanh(parpN*v)
其中，为氢气压力，为氢气和柴油的体积比，τ为空时，ηNed为等温型加氢脱氮动力学模型中的外扩散影响因子，ηNid为等温型加氢脱氮动力学模型中的内扩散影响因子，wN为氮化物的质量分率，k0，N为氮化物的反应指前因子，EaN为氮化物的反应活化能，T为反应温度，R为气体普适常数，e为自然常数，nN为等温型加氢脱氮动力学模型中氮化物的反应级数，αN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢气压力的影响因子，βN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢油体积比的影响因子，v为空塔线速度，parpN为等温型加氢脱氮动力学模型中的相关系数。


9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述绝热型加氢脱氮动力学模型包括：















ηAed＝tanh(parpA*v)
ηNed＝tanh(parpN*v)
1+fN1×wN+∑fAi×wi＝1+fN1×wN+fA1w1+fA2w2+fA3w3


















其中，w1为单环芳烃集总的质量分率，w2为双环芳烃集总的质量分率，w3为三环以上芳烃集总的质量分率，w4为非芳烃集总的质量分率，kij为集总i到集总j的反应速率常数，为氢气压力，为氢气和柴油的体积比，fA1为单环芳烃集总的吸附平衡常数，fA2为双环芳烃集总的吸附平衡常数，fA3为三环以上芳烃集总的吸附平衡常数，τ为空时，αA1、αA2、αA3分别为等温型芳烃加氢动力学模型中氢气压力对单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的影响因子，βA为等温型芳烃加氢动力学模型中氢油体积比的影响因子，ηNed为等温型加氢脱氮动力学模型中的外扩散影响因子，ηNid为等温型加氢脱氮动力学模型中的内扩散影响因子，ηAed为等温型芳烃加氢动力学模型中的外扩散影响因子，ηAid为等温型芳烃加氢动力学模型中的内扩散影响因子，fN1为等温型芳烃加氢动力学模型中氮化物的吸附平衡常数，wN为氮化物的质量分率，k0，N为氮化物的反应指前因子，EaN为氮化物的反应活化能，T为反应温度，R为气体普适常数，e为自然常数，nN为等温型加氢脱氮动力学模型中氮化物的反应级数，αN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢气压力的影响因子，βN为等温型加氢脱氮动力学模型中氢油体积比的影响因子，v为空塔线速度，parpA为等温型芳烃加氢动力学模型中的相关系数，parpN为等温型加氢脱氮动力学模型中的相关系数，Foil、分别为柴油的进料流率和氢气的进料流率，ΔH1、ΔH2、ΔH3分别为单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的反应热，分别为单环芳烃集总、双环芳烃集总和三环以上芳烃集总的摩尔分率，Cp.oil、分别为柴油的比热和氢气的比热，Moil分别为单环芳烃集总、双环芳烃集总、三环以上芳烃集总和柴油的...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦康，李明丰，江洪波，陈文斌，吕海龙，张乐，习远兵，鞠雪艳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11