《油品加氫催化劑多尺度孔道結構的傳遞-反應規律研究》是依託福州大學，由魏偉勝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：油品加氫催化劑多尺度孔道結構的傳遞-反應規律研究
- 依託單位：福州大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魏偉勝
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著環保法規的日益嚴格和產品質量要求的不斷提高，對用於生產清潔油品的加氫填充床反應器的整體操作性能也提出了更高的要求。加氫反應器床層中是一個具有多尺度孔道結構的複雜體系，由催化劑顆粒堆積而成的毫米級床層孔道是氣液流動的通道，而催化劑晶粒內本身存在的納米級孔道以及晶粒之間堆積所形成的微米級孔道是催化反應的主要場所。因此合理設計催化劑孔道結構既能充分發揮催化劑的性能，又能合理分配物流和能流，避免形成非理想的流動。過去的研究多停留在單一尺度或單一層次上考慮催化劑結構對傳遞-反應性能的影響，缺乏從多個尺度綜合考慮催化劑結構影響因素。為此，本項目擬以油品催化加氫脫硫過程為研究對象，基於多尺度方法，在納米、微米和毫米級孔道尺度下研究孔道結構的傳遞-反應性能，並通過多尺度的耦合建立油品加氫精制的多尺度反應器模型，為催化劑結構、裝填方式和反應器內構件的最佳化設計以及油品加氫精制工藝技術的開發提供必要的基礎
結題摘要
隨著環保法規的日益嚴格和產品質量要求的不斷提高，對用於生產清潔油品的加氫填充床反應器的整體操作性能也提出了更高的要求。加氫反應器床層是一個具有多尺度孔道結構的複雜體系，由催化劑顆粒堆積而成的毫米級床層孔道是氣液流動的通道，而催化劑晶粒內本身存在的納米級孔道以及晶粒之間堆積所形成的微米級孔道是催化反應的主要場所。為此，本項目以油品催化加氫脫硫過程為研究對象，在多個尺度下研究催化劑的傳遞-反應性能，建立油品加氫精制反應器模型，為反應器內構件的最佳化設計以及油品加氫精制工藝技術的開發提供必要的基礎。本項目在分析FCC汽油選擇性加氫脫硫反應器和流動特點的基礎上，建立了包含內外擴散的軸向擴散擬均相固定床反應器模型，並對模型所涉及的反應動力學參數、反映催化劑內外擴散影響的有效因子，以及反應器床層的有效傳質和傳熱係數進行了實驗和模擬研究。基於反應器模型，考察了入口溫度、液時空速、壓力和氫油比對FCC汽油加氫反應器的溫度分布和產物分布的影響，並綜合分析了上述影響因素影響反應器性能的原因。結果表明，反應物的密度和表觀流速是影響反應器溫升的重要因素，得到了反應器處理量與反應器放熱量之間的關係式，用於定量描述反應器溫升。採用CFD數值模擬方法從多個尺度研究了床層空隙內的流體流動特性，考察了顆粒填充方式、顆粒大小、顆粒形狀、液相速度、流體性質對顆粒表面持液量、停留時間、流體流動及傳遞的影響，了解了流體流動狀體及流區轉變規律。
