[发明专利]煤直接液化反应动力学模型建模方法

摘要

本发明提供了一种煤直接液化反应动力学模型建模方法。该方法包括步骤S1将原料煤、煤直接液化反应的中间生成物和液化油划分为11个集总；步骤S2根据煤直接液化反应机理，构建反应网络；步骤S3根据反应网络建立煤直接液化反应模型微分方程；步骤S4求解煤直接液化反应模型微分方程，确定煤直接液化反应模型微分方程中的各参数并对各参数进行估计；步骤S5建立煤直接液化的反应产物内气体各组分预测关联模型和液化油窄馏分预测关联模型。本发明可以用于煤直接液化反应的模拟计算、精度高，使得煤直接液化反应阶段的流程模拟更加接近实际反应，从而能够准确的预测反应液化油、气体的组成。

主权项

一种煤直接液化反应动力学模型建模方法，其特征在于，包括：步骤S1：将原料煤、煤直接液化反应的中间生成物和液化油划分为11个集总；步骤S2：根据煤直接液化反应机理，构建反应网络；步骤S3：根据反应网络建立煤直接液化反应模型微分方程；步骤S4：求解所述煤直接液化反应模型微分方程，确定所述煤直接液化反应模型微分方程中的各参数并对各所述参数进行估计；步骤S5：建立煤直接液化的反应产物内气体各组分预测关联模型和液化油窄馏分预测关联模型；所述煤直接液化反应模型微分方程包括：dM1dt=-(k1+k31+k32+k33+k34+k41+k42)·M1---(1)]]>dM2dt=-k2·M2---(2)]]>dPAAdt=-(k51+k52+k53+k54+k61+k62)·PAA---(3)]]>dOil1dt=k31·M1+k51·PAA---(4)]]>dOil2dt=k32·M1+k52·PAA---(5)]]>dOil3dt=k33·M1+k53·PAA---(6)]]>dOil4dt=k34·M1+k54·PAA---(7)]]>dOGasdt=k41·M1+k61·PAA---(8)]]>dIOGasdt=k42·M1+k62·PAA---(9)]]>dH2dt=-(k51·A1+k52·A2+k53·A3+k54·A4+k61·A5+k62·A6)·PAA-(k1·A7+k31·A8+k32·A9+k33·A10+k34·A11+k41·A12+k42·A13)·M1-k2·A14·M2---(10)]]>其中，在上述的微分方程中，M1表示煤中易反应物组分的质量分数、M2表示煤中难反应组分的质量分数、PAA、Oil1、Oil2、Oil3、Oil4、OGas、IOGas和H2分别表示对应组分的质量分率，t为时间，ki为反应速率常数，ki0是指前因子，K0Ap是计算氢耗的关联系数，式中i＝1～6，o＝1～4，p＝1～14，p代表反应数；所述气体各组分预测关联模型为：Gasi=(a1iOGas+a2iIOGas+biPAA+ciUNcoal)·(aCiC+aHiH+aOiO+aNiN+aSiS+aViV+aIiI+aEiE+aMiM)·(bTiT+bPiP+btit)]]>式中，Gasi为煤直接液化产物内液化气体产物内不同组分的质量百分比；i取1～10，依次分别代表CO、CO2、H2S、NH3、H2O、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C4H10；OGas、IOGas、PAA、UNcoal依次分别代表有机气体集总、无机气体集总、沥青烯和前沥青烯集总以及未反应煤集总含量的质量百分比；C、H、O、N、S依次代表原料煤中C、H、O、N、S元素组成；V、I、E、M依次代表原料煤中镜质组、惰质组、壳质组、矿物质的质量百分比；T、P、t依次代表反应温度、反应压力、反应器停留时间；bi、ci、为关联系数。