催化剂积炭失活的网络模型

《催化剂积炭失活的网络模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com石油学报(石油加工)2002年l2月ACTAPETROLEISINICA(PETROLEUMPROCESSINGSECTION)第l8卷第6期文章编号：1001—8719(2002)06—0073—06催化剂积炭失活的网络模型NETWoRKMoDELFoRCATALYSTDEACTIVATIoNDUEToCoKING王富民，辛峰，廖晖，匿WANGFu—min，XINFeng，LIAOHui，叵(天津大学化工学院，天津300072)(SchoolofChemicalEngineeringandT

2、echnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)摘要：采用随机网络模型模拟球形催化剂的积炭失活过程，探讨了不同的反应条件下催化剂的失活机理，得到了反应组分的有效扩散系数及反应的本征反应速率常数随积炭量的变化关系。模拟结果表明，在一定的积炭量下，催化剂的活性主要与积炭的位置及焦炭相对增长速率有关。积炭位置越靠近催化剂外表面，积炭的相对增长速率越小，催化剂的活性越低。同时，考察了异丙苯催化裂化催化剂的失活过程，与模拟结果进行了定性比较，并根据本模型对实验结果进行了分析与解释。关键词：催化剂；积炭失

3、活；网络模型中图分类号：TQ021．4文献标识码：AAbstract：Amodelforcatalystdeactivationduetocokingwaspresentedbasedonthesphericalran．．domthree．dimensionalnetwork．Themechanismofcatalystdeactivationindifferentconditionswasanalyzedbyusingthismode1．Thevariationsofintrinsicreactionrateconstantandthee

4、ffectivediffu．sivitywithdifferentcokelevelswereobtained．Thesimulationresultsshowedthatunderthesamecokelevel，theactivityofthecokedcatalystdependedonthelocationofthecokedsitesandtherela．tivecokegrowthrate．Whenthecokedsitesmainlylocatedneartheoutersurfaceofthecatalyst，and．the

5、relativecokegrowthratewaslow，thecatalystshowedarelativeloweractivity．Experimentalre．suitsoncumenecrackingreactionwereanalyzedandinterpretedbythismode1．Keywords：catalyst；deactivationduetocoking；networkmodel关于催化剂的失活，前人¨-4]已经作了大量的研究工作。催化剂的失活机理主要包括活性位被覆盖和孔道被堵塞两个方面。这两者一般同时起作用，但

6、在不同的条件下其中一种可能起主导作用。研究失活机理对于设计具有抗失活能力的催化剂具有十分重要的意义。在催化剂的失活过程中，催化剂内部孑L结构也会发生变化，因此在模拟失活过程中选择合适的催化剂结构模型十分必要。随着计算机应用技术及大容量高速度计算机的研制成功，催化剂孔道的网络模型越来越受到重视。在本研究中，以催化剂孑L道的球形随机网络模型为基础，模拟催化剂的积炭失活过程，着重探讨在一定的积炭量及反应条件下催化剂失活的机理。收稿日期：2001—11-15通讯联系人：王富民维普资讯http://www.cqvip.com74石油学报(石油加工)第

7、18卷1理论部分1．1球形随机网络的建立根据文献[5]介绍的方法构造一个球形随机网络(Sphericalrandomthree—dimensionalnetwork)，即把催化剂的颗粒看成是一个球体，在其内部和表面随机分布点，点的位置代表孔的端口，球体表面的孔口与反应物料主体直接相连，每一表面的点和内部的点都有一孔道相连接，而催化剂内部的点和与它相距最近的z个点相连，两点之间的连线代表催化剂的孑L道，z代表了孔道之间的连接状况，即网络的配位数，这样就可以方便地构造出一个配位数为z的球形三维随机网络。这个网络的特点是易于构造，配位数可任意调整

8、，同时无需考虑孔道的长度；另外从直观上也更接近于催化剂实际结构。网络的孔径分布的描述有多种方法，Reyes和Jensen』认为Rayleigh分布适宜描述多孔介质的孔径，故选用R