[发明专利]一种预测煤焦油加氢催化剂寿命的方法

摘要

本发明提供了一种用失活动力学模型预测煤焦油加氢催化剂寿命的方法，本方法选取加氢产品油的氮含量作为考察催化剂失活程度的影响因素，进行煤焦油加氢催化剂失活动力学模型的建立。所建立的模型包括反应温度、液体体积空速、氢分压等操作参数，也包括反应级数、Arrhenius方程的指前因子、活化能等动力学参数。根据加氢装置的实测数据通过对动力学方程进行非线性拟合，拟合采用麦夸特法，求出动力学参数和所预测的催化剂理论运行时间即催化剂寿命。本发明提供了适用于煤焦油加氢催化剂寿命的预测方法，其优点是将工艺条件与催化剂活性、寿命相互关联，可以直观反应出催化剂失活过程的本质，指导工艺进行相应的调整，从而保障产品生产的质量，具有很强的实用性。

主权项

1.一种预测煤焦油加氢催化剂寿命的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）催化剂失活程度最大影响因素的选取在空速0.3～0.6 h^-1，反应压力12～16 MPa，催化剂床层温度633K～673K的条件下进行7组煤焦油加氢实验，得到产品油的氮含量、硫含量、汽柴油总收率、产品油的密度实验数据；将此7组数据进行均值化变换计算出产品油性能的关联度矩阵，从矩阵中选取对催化剂活性变化最为敏感的指标即产品油的氮含量，以此指标作为考察催化剂失活程度的影响因素，进行煤焦油加氢催化剂失活动力学方程的建立；（2）煤焦油加氢催化剂失活动力学模型的建立及催化剂寿命预测煤焦油加氢催化剂失活动力学方程为：式中：n——反应级数，无因次；              β——失活级数，无因次；k₀——Arrhenius方程的指前因子；  E——反应的表观活化能，J·mol^-1；T——反应温度，K；                      R——普适因子，8.314J·mol^-1·K^-1)；LHSV——液体体积空速，h^-1；       a——空速修正指数，无因次；t——装置运行时间，h；                 L——催化剂理论运行时间，h；——氢分压，MPa；                  b——氢分压修正指数，无因次；C₀——原料油中氮的质量含量，μg·g^-1； C₁——产品油中氮的质量含量，μg·g^-1，在空速0.3～0.6 h^-1，反应压力12～16 MPa，催化剂床层温度633K～673K的条件下进行不少于40组的加氢实验，得到不同工艺条件下的产品油的氮含量的实验数据，将此数据采用麦夸特法进行非线性拟合，得到煤焦油加氢脱氮失活动力学方程中具体的参数，方程中的催化剂理论运行时间即为催化剂的寿命。