高温煤焦油加氢裂解反应动力学研究

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 　　第 33 卷 　第 2 期2010 年 4 月 煤 炭 转 化 COAL CONV ERSION Vol. 33 　No. 2 Apr. 2010 　　 　3 陕西省重大科技创新项目专项资金资助项目 (2008ZKC03205)和榆林市科技计划项目. 1) 博士生 ;3) 工程师 ,西安交通大学能源与动力工程学院 ,710049 　西安 ;2) 教授、博士生导师 ;4) 讲师 ,西安交通大学人居环境与建筑工 程学院 ,710049 　西安 收稿日期 :2009212221 ;修回日期 :2010201222 高温煤焦油加氢裂解反应动力学研究 3 常　娜1) 　顾兆林2) 　侯雄坡1) 　刘宗宽3) 　王赞社4) 　　摘 　要 　在 360 ℃～400 ℃,氢气初压 1 MPa～2. 5 MPa ,5 min～40 min 以及 0. 5～3 剂油比 条件下 ,在自制的间歇式反应器上对高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解的宏观反应动力学进 行了研究 ,建立起三集总宏观反应动力学模型. 结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 ,该模型能较好反应高温煤焦油在超临界 二甲苯中加氢裂解行为. 在本实验条件下高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解反应时裂化反应 的表观压力指数为 - 0. 211 1 ,表观剂油比指数为 0. 403 3 ,表观活化能为 15. 765 kJ / mol ,指前因子 为 2. 722 min - 1 ·MPa (0. 211 1) ;缩合反应的表观压力指数为 - 0. 288 4 ,表观剂油比指数为 - 0. 445 9 ,表观活化能为 30. 762 kJ / mol ,指前因子为 18. 952 min - 1 ·MPa (0. 288 4) ;总反应的表 观压力指数为 0. 160 9 ,表观剂油比指数为 0. 226 5 ,表观活化能为 39. 049 kJ / mol ,指前因子为 204. 226 min - 1 ·MPa ( - 0. 160 9) . 关键词 　高温煤焦油 ,超临界二甲苯 ,加氢裂解 ,集总动力学模型 中图分类号 　TQ522 0 　引　言 中国是焦炭生产大国 , 2008 年焦炭产量达到 3. 36 亿 t ,占世界总产量的 60 %. 煤焦油作为炼焦 重要的副产品 ,产量占炼焦煤的 4 %左右. 在中国 , 全国范围内每年煤焦油产量为 820 万 t ,到 2010 年 , 预计我国煤焦油的产量可达 1 070 万 t . 目前煤焦油 除了少量用于提取化工产品 ,大多作为粗燃料直接 使用 ,导致严重的环境污染. [1 ] 因此 ,将煤焦油制成 高清洁的燃料油 (汽油和柴油) ,研究煤焦油的轻质 化技术 ,提高煤焦油的资源化利用率 ,具有重要的意 义. 目前超临界流体技术引起了许多学者的关 注[227 ] ,将超临界技术比如超临界水作为溶剂引入高 温煤焦油轻质化反应中 ,能大幅度提高化学反应的 反应速度. [ 8 ,9 ]但是 ,目前尚未见有关煤焦油在超临界 二甲苯中化学反应动力学研究文献.本文在 360 ℃～ 400 ℃, 氢气初压 1 MPa ～ 2. 5 MPa , 5 min ～ 40 min 以及 0. 5～3 剂油比条件下 ,在自制的间歇 式反应器上研究了高温煤焦油在超临界二甲苯中加 氢裂解的反应动力学 ,建立起含有反应时间、氢气初 始压力、温度、剂油比和收率在内的三集总宏观反应 动力学模型 ,为进一步开发高温煤焦油在超临界二 甲苯中加氢裂解反应技术提供了基础数据. 1 　实验部分 1 . 1 　实验材料 高温煤焦油来自中国陕西北部. 催化剂为等体积法制备的 Co2Mo2Pd2Y分子筛 催化剂 ,其中 , Mo 和 Co 含量为 15 % (质量分数) , Co/ (Co + Mo)为 0. 5 ,Pd 含量为 0. 1 %(质量分数) . 1 . 2 　操作流程 煤焦油裂解反应在容积为 2 L 的间歇式反应器 中进行. 煤焦油、二甲苯和催化剂放入反应器并密 封 ,将反应器抽真空并保持 15 min ,然后向反应器 充入氢气. 加热反应器至一定温度 ,保持一定的时间 之后冷却. 反应产品包括气体、液体和焦三部分. 气体和焦的计算公式如下 : Ygas = W gas in product W coal tar ×100 % (1) Ychar = W char in product W coal tar ×100 % (2) © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 溶剂二甲苯中的反应产生的液体产品首先需要 将二甲苯溶剂分离出来. 将液体产品中加入蒸馏水 (溶剂二甲苯质量的 37. 5 %) ,在 92 ℃共沸蒸馏将 二甲苯分离出来 ,得到的液体油品经常压蒸馏分离 出汽油和柴油 ,低于 200 ℃的馏分定义为汽油 , 200 ℃～350 ℃之间的馏分定义为柴油 ,其中汽油 和柴油的计算方法如下式所示 : Ygasoline = W gasoline in product W coal tar ×100 % (3) Ydiesel = W diesel in product W coal tar ×100 % (4) 汽油和柴油收率之和为轻质油收率 ,轻质油收 率与气体收率之和为裂化反应收率. 焦的收率为缩 合反应收率. 为了考察溶剂的稳定性 ,用溶剂进行了空白实 验 ,可知溶剂二甲苯在经空白实验后基本没发生化 学反应 ,具有较好的稳定性 ,能满足本实验要求. 2 　结果与讨论 2 . 1 　高温煤焦油在超临界二甲苯中的加氢裂化反 应模型的建立和动力学常数的求解 2. 1. 1 　加氢裂化反应模型的建立 按煤焦油反应性质 ,将其反应分为裂化反应和 缩合反应 ,并将其分为三个集总 :煤焦油、气体和馏 分油、缩合产生的焦质. 反应网络见图 1. 图 1 中 y1 是裂化气与 350 ℃ 下的馏分油产率 ,即裂化反应转化率 ; y2 是焦炭产 率 ,即缩合反应转化率. 图 1 　煤焦油反应网络 Fig. 1 　Reaction network of coal tar 通常工业条件下 ,催化裂化属于非扩散控制的 化学反应 ,因此催化剂的颗粒直径对裂化反应速度 影响较小. 并且该实验在超临界二甲苯中进行 ,超临 界二甲苯优良的传质能力和溶解能力更是减小了内 扩散和外扩散的影响. 因此认为 ,在实验条件下煤焦 油加氢裂解过程为化学反应控制. 设裂化反应级数为 n1 , 总包反应速率常数为 K1 ;缩合反应级数为 n2 ,总包反应速率常数为 K2 ; 总反应级数为 n3 ,总包反应速率常数为 K3 . 微分反 应动力学方程[10 ]见式 (5) : d y i d t = Ki (1 - 62j = 1 y j ) ni 　i = 1 ,2 ,3 (5) 式中 : y i 是反应 t 时的裂化反应收率、缩合反应收率 和总收率 ; t 是反应时间 ,min ; Ki 为裂化反应、缩合 反应和总反应的总包反应速率常数 ,min - 1 . 一般认为 ,裂解反应为一级反应 ,缩合反应为二 级反应 ,假定总反应为一级反应. 因此将方程 (5) 简 化为 : d y1 d t = K1 (1 - 62j = 1 y j ) (6) d y2 d t = K2 (1 - 62j = 1 y j ) 2 (7) d y3 d t = K3 (1 - 62j = 1 y j ) (8) 设在实验范围内 ,氢气初压 ( p) 和剂油比 (δ) 对 反应速率常数的影响见式 (9) : Ki = ki p ai (1 +δ)λi <　i = 1 ,2 ,3 (9) 式中 : p 为氢气初始压力 ,MPa ;δ为剂油比 (二甲苯 与煤焦油的质量比) ; ki 为裂化反应、缩合反应和总 反应的表观反应速率常数 , min - 1 ·MPa ( - ai ) ; ai 为裂化反应、缩合反应和总反应的压力指数 ;λi 为裂 化反应、缩合反应和总反应的剂油比指数 ; <为催化 剂失活函数 ,对于本实验装置 ,由于该反应每次使用 新催化剂 ,因此可以假定一催化剂活性恒定 ,则催化 剂失活函数为 <= 1. 反应温度对表观反应速率常数的影响见阿累尼 乌斯方程 : ki = A ie - Ei R T 　i = 1 ,2 ,3 (10) 式中 : A i 为裂化反应、缩合反应和总反应的指前因 子 ; Ei 为裂化反应、缩合反应和总反应的反应活化 能 ,kJ / mol . 2. 1. 2 　宏观动力学反应常数的求解 2. 1. 2. 1 　总包反应速率常数 Ki 的求解 其他实验条件不变 ,将煤焦油在超临界二甲苯 中加氢裂解的裂化反应收率 ( y1 j , j = 0 , 1 , ⋯) 、缩合 反应收率 ( y2 j , j = 0 , 1 , ⋯) 以及总收率 ( y3 j , j = 0 , 1 , ⋯) 随反应时间 ti ( i = 0 ,1 , ⋯) 的变化回归成多项 式表达的数学表达式 ,如方程 (11) 所示 ,求得多项式 中的各个系数 ( Cij , i = 1 ,2 ,3 ; j = 0 ,1 , ⋯) . y i = 63j = 0 cij t i 　i = 1 ,2 ,3 (11) 35第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　常 　娜等 　高温煤焦油加氢裂解反应动力学研究 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 对式 (11)求导得 : d y i d t = 63j = 1 jC ij t j - 1 (12) 利用式 (12)和多项式系数 ( Cij , i = 1 ,2 ,3 ; j = 0 , 1 , ⋯) 求得 y i ( i = 1 ,2 ,3) 在不同反应时间 ti ( i = 0 ,1 , ⋯) 的系列导数 d y id t j ( i = 1 ,2 ,3 ; j = 0 ,1 , ⋯) 值. 再由反应时间 ti ( i = 0 ,1 , ⋯) 时 y i ( i = 1 ,2 ,3) 可计算出相应的 (1 - 62 1 y i ) nij ( j = 0 ,1 , ⋯) 数据 ,其 中 n1 = 1 , n2 = 2 , n3 = 1 . 按方程 (6)～方程 (8)进行回归 ,求得 Ki 值. 通过方程 (11) 和方程 (12) ,高温煤焦油在超临 界二甲苯中加氢裂解反应的裂化反应、缩合反应和 总收率的总包反应速率常数 Ki 见表 1. 由表1可看出 ,随着氢气初始压力升高 , K1 和 表 1 　高温煤焦油加氢裂解反应的总包反应速率常数 Ki Table 1 　Reaction velocity constant s Ki of coal tar hydrocracking p/ MPa T/ ℃ δ Cracking reaction K1 R1 Condensation K2 R2 K1/ K2 Total reaction K3 R3 1. 0 380 1 0. 173 7 0. 942 6 0. 048 6 0. 945 2 3. 574 1 0. 176 7 0. 951 2 1. 3 380 1 0. 235 8 0. 938 9 0. 045 8 0. 955 3 5. 148 4 0. 336 1 0. 943 8 2. 0 380 1 0. 217 3 0. 946 3 0. 043 2 0. 957 4 5. 030 0 0. 264 1 0. 950 1 2. 2 380 1 0. 189 8 0. 948 7 0. 038 5 0. 968 5 4. 929 8 0. 240 4 0. 930 2 2. 5 380 1 0. 133 2 0. 952 1 0. 036 6 0. 948 7 3. 639 3 0. 214 1 0. 948 5 2. 5 360 1 0. 159 3 0. 945 7 0. 031 6 0. 968 7 5. 041 139 0. 151 3 0. 941 3 2. 5 370 1 0. 160 8 0. 956 3 0. 033 2 0. 966 8 4. 843 4 0. 199 7 0. 956 7 2. 5 380 1 0. 163 2 0. 935 6 0. 036 6 0. 969 2 4. 459 0 0. 214 1 0. 961 4 2. 5 390 1 0. 173 7 0. 940 1 0. 039 8 0. 968 7 4. 364 32 0. 238 7 0. 923 5 2. 5 400 1 0. 191 2 0. 953 6 0. 044 6 0. 966 5 4. 286 9 0. 239 4 0. 935 4 2. 5 380 0. 5 0. 131 6 0. 969 1 0. 039 7 0. 963 8 3. 314 8 0. 189 9 0. 962 4 2. 5 380 0. 75 0. 148 2 0. 968 5 0. 038 4 0. 954 5 3. 859 3 0. 200 1 0. 925 8 2. 5 380 1 0. 163 2 0. 966 5 0. 036 6 0. 926 8 4. 459 016 0. 214 1 0. 936 8 2. 5 380 1. 25 0. 179 2 0. 967 4 0. 033 8 0. 947 4 5. 301 775 0. 220 9 0. 952 4 2. 5 380 1. 5 0. 190 4 0. 965 2 0. 031 3 0. 935 6 6. 083 067 0. 233 4 0. 936 7 2. 5 380 2 0. 221 8 0. 943 2 0. 028 9 0. 947 5 7. 674 74 0. 240 1 0. 958 9 2. 5 380 3 0. 181 2 0. 948 7 0. 026 6 0. 946 7 6. 812 03 0. 231 7 0. 962 4 K3 以及 K1 / K2 都是先增大 ,到压力为 1. 3 MPa 时 ,开始减小 ;而 K2 随着氢气初始压力升高逐渐减 小. 这说明合适的氢气初始压力对裂化反应有利 ,轻 质油收率高 ,反应选择性好 ;而氢气初始压力的升高 抑制了缩合反应 ,导致 K2 一直减小. 随着反应温度升高 , K1 , K2 和 K3 逐渐升高 ,即 超临界二甲苯中加氢裂解反应的裂化反应、缩合反 应和总反应收率均随着反应温度的升高而增大. K1 / K2 逐渐减小 ,表明反应选择性随温度升高逐渐 变差 ,若反应温度过低 ,尽管反应选择性较高 ,还是 会出现 K1 值较小及裂化反应收率较低的情况 ,因 此 ,选择合适的温度十分必要. 随着剂油比升高 , K1 和 K3 以及 K1 / K2 都是 先增大 ,到剂油比为 2 时开始减小 ;而 K2 随着剂油 比升高抑制减小. 这说明合适的剂油比对裂化反应 有利 ,轻质油收率高 ,反应选择性好 ;而剂油比的升 高抑制了缩合反应 ,导致 K2 一直减小. 2. 1. 2. 2 　压力指数的求解方法 按上述方法求得相同溶剂、相同反应温度、相同 剂油比和不同氢气初始压力条件下加氢裂解反应的 Ki ( i = 1 ,2 ,3)之后 ,将方程(6)～方程(8)两边取对数得 : ln Ki = ln[ ki (1 +δ)λi ] +αi ln p 　i = 1 ,2 ,3 (13) 由上式可知 Ki ( i = 1 ,2 ,3) 与 ln p 之间为线性关 系 ,对此进行一元线性回归 ,一次项系数即为裂化反 应、缩合反应和总反应的压力指数 ( ai , i = 1 ,2 ,3) . 2. 1. 2. 3 　剂油比指数 按上述方法求得相同溶剂、相同反应温度、相同 氢气初始压力和不同剂油比条件下加氢裂解反应的 反应级数 Ki ( i = 1 ,2 ,3) 之后 ,将方程 (3) 两边取对 数得 : ln Ki = ln ( ki p ai ) +λi ln (1 +δ) 　i = 1 ,2 ,3 (14) 由上式可知 ln Ki ( i = 1 ,2 ,3)与 ln (1 +δ)之间为 线性关系 ,对此进行一元线性回归 ,一次项系数即为 裂化反应、缩合反应和总反应的剂油比指数 (λi , i = 1 ,2 ,3) . 2. 1. 2. 4 　指前因子 按上述方法求得相同溶剂、相同剂油比、相同氢 气初始压力和不同温度条件下加氢裂解反应的反应 45 煤 　炭 　转 　化 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010 年 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 级数 Ki ( i = 1 ,2 ,3)之后 ,将方程 (9) 带入方程 (6) ～ 方程 (8)得 : Ki = A i p ai (1 +δ)λi e - Ei R T 　i = 1 ,2 ,3 (15) ln Ki = ln[ A i p ai (1 +δ)λi ] + - EiR T (16) 由上式可知 ln Ki ( i = 1 ,2 ,3) 与 1T之间为线性关 系 ,对此进行一元线性回归 ,一次项系数为 - EiR ( i = 1 ,2 ,3) ,常数项为 ln [ A i p ai (1 +δ)λi ] ,将 R , p , ai ,δ 和λ代入 ,即可得到煤焦油在超临界二甲苯中加氢 裂解的裂化反应、缩合反应和总反应的反应活化能 ( Ei , i = 1 ,2 ,3) 和指前因子 ( A i , i = 1 ,2 ,3) . 通过方程 (13) ～方程 (16) 以及求得的反应速率 常数 Ki ,求得高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂 解反应的裂化反应、缩合反应和总反应的压力指数 ai , 剂油比指数λi 和指前因子 A i 及活化能 Ei (见表 2) . 表 2 　高温煤焦油加氢裂解反应的动力学常数 Table 2 　Kinetic constant of high temperature coal tar hydrocracking Condition Pressure index ( ai) Value R Ratio of xylene to coal tar index (λi) Value R Activity energy( Ei) / (kJ ·mol - 1) Value R Pre2exponention factor ( A i) / (min - 1 ·MPa - ai ) Value R Cracking reaction - 0. 211 1 0. 889 5 　0. 403 3 0. 818 7 15. 765 0. 942 3 　2. 722 0. 865 2 Condensation - 2. 195 9 0. 907 8 - 0. 445 9 0. 985 0 30. 762 0. 975 1 18. 952 0. 865 4 Total reaction 　0. 160 9 0. 894 3 　0. 160 9 0. 894 3 39. 049 0. 925 8 204. 226 0. 812 6 2 . 2 　煤焦油在超临界二甲苯中的宏观动力学模型 2. 2. 1 　宏观动力学模型 通过对高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解 反应动力学的建立和动力学参数的求解 ,得到高温 煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解反应的宏观动力 学模型如下 : d y1 d t = 2 . 722e - 1 896. 2 T p - 0 . 211 1 (1 +δ) 0 . 403 3 (1 - 62j = 1 y j ) d y2d t = 18 . 952e- 3 700T p - 0 . 288 4 (1 +δ) - 0 . 445 9 (1 - 62j = 1 y j ) 2d y3d t = 204 . 226e- 4 702. 2T p0 . 160 9 (1 +δ) 0 . 226 5 (1 - 62j = 1 y j )2. 2. 2 　动力学模型验证为了检验上述动力学模型的正确性 ,对一些实验条件的计算值与实测值进行比较 ,结果见表 3～表 5. 由表 3～表 5 可知 ,除个别数据外 ,计算值与实验值十分吻合 ,表明该动力学模型能较好地反应高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解的反应规律. 表 3 　计算值与实验值对比 (一) Table 3 　Comparison 1 of calculated value and trial value Item y1 y2 y3 K1 K2 K3 d y1d t d y2 d t d y3 dt Trial value 0. 282 8 0. 031 4 0. 314 2 0. 131 6 0. 039 7 0. 189 9 0. 090 3 0. 027 2 0. 130 2 Calculated value 0. 312 8 0. 031 0 0. 328 4 0. 144 7 0. 042 0 0. 193 4 0. 095 0 0. 415 6 0. 126 9 　　Note : Hydrogen pressure is 2. 5 MPa ; Reaction temperature is 380 ℃; Ratio of xylene to coal tar is 0. 5 ; Residence time is 5 min. 表 4 　计算值与实验值对比 (二) Table 4 　Comparison 2 of calculated value and trial value Item y1 y2 y3 K1 K2 K3 d y1d t d y2 d t d y3 dt Trial value 0. 495 7 0. 054 7 0. 550 4 0. 217 3 0. 043 2 0. 364 1 0. 097 6 0. 019 4 0. 163 9 Calculated value 0. 463 2 0. 060 1 0. 576 8 0. 170 4 0. 039 4 0. 299 3 0. 081 2 0. 018 0 0. 159 5 　　Note : Hydrogen pressure is 2 MPa ; Reaction temperature is 380 ℃; Ratio of xylene to coal tar is 1 ; Residence time is 20 min. 表 5 　计算值与实验值对比 (三) Table 5 　Comparison 3 of calculated value and trial value Item y1 y2 y3 K1 K2 K3 d y1d t d y2 d t d y3 dt Trial value 0. 391 3 0. 085 2 0. 476 5 0. 173 7 0. 039 8 0. 238 7 0. 090 9 0. 020 8 0. 249 Calculated value 0. 395 8 0. 094 7 0. 465 3 0. 171 2 0. 040 3 0. 229 7 0. 087 2 0. 020 5 0. 237 　　Note : Hydrogen pressure is 2. 5 MPa ; Reaction temperature is 390 ℃; Ratio of xylene to coal tar is 1 ; Residence time is 10 min. 55第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　常 　娜等 　高温煤焦油加氢裂解反应动力学研究 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 3 　结　论 提出了高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解 的三集总宏观动力学模型 ,较好地解释了高温煤焦 油在超临界二甲苯中加氢裂解过程中轻质油收率与 反应时间、氢气初始压力、温度以及剂油比之间的变 化规律. 经检验 ,理论计算值与实验值能较好地吻 合. 在本研究条件下 ,高温煤焦油在超临界二甲苯中加 氢裂解反应时裂化反应的表观压力指数为 - 0. 211 1 , 表观剂油比指数为 0. 403 3 ,表观活化能为 15. 765 kJ / mol ,指前因子为 2. 722 min - 1 ·MPa (0. 211 1) ; 缩合反应的表观压力指数为 - 0. 288 4 ,表观剂油比 指数为 - 0. 445 9 ,表观活化能为 30. 762 kJ / mol ,指 前因子为 18. 952 min - 1 ·MPa (0. 288 4) ;总反应的表 观压力指数为 0. 160 9 ,表观剂油比指数为 0. 226 5 , 表观活化能为 39. 049 kJ / mol ,指前因子为 204. 226 min - 1 ·MPa ( - 0. 160 9) . 参 　考 　文 　献 [ 1 ] 　许　杰 ,方向晨 ,陈　松. 非沥青重质煤焦油临氢轻质化研究[J ] . 煤炭转化 ,2007 ,30 (4) :63266. [ 2 ] 　李颖华. 超临界二氧化碳在有机合成中的应用[J ] . 化学世界 ,2002 (9) :4902493. [ 3 ] 　张敬畅 ,吴向阳 ,曹维良. 超临界流体技术在催化反应和金属有机反应中的应用[J ] . 化学通报 ,2001 (6) :3532359. [ 4 ] 　野国中 ,李正名. 超临界流体在有机合成中的应用[J ] . 化学通报 ,2002 (4) :2212226. [ 5 ] 　杨亚君 ,藏丹炜. 煤焦油深加工研究现状分析与展望[J ] . 石油化工设计 ,2009 (2) :62265. [ 6 ] 　陈惜明 ,彭　宏. 化学工程技术的几个热点与发展趋势[J ] . 安徽化工 ,2006 (1) :325. [ 7 ] 　伍　林 ,宗志敏 ,魏贤勇等. 煤焦油分离技术研究[J ] . 煤炭转化 ,2001 ,24 (2) :17221. [ 8 ] 　马彩霞 ,张　荣 ,毕继诚. 煤焦油在超临界水中的改质研究[J ] . 燃料化学学报 ,2003 (2) :1032110. [ 9 ] 　韩丽娜 ,张　荣 ,毕继诚. 煤焦油及其组分在超临界水中的反应特性研究[J ] . 燃料化学学报 ,2008 (6) :6532659. [ 10 ] 　亓玉台 ,孙桂大 ,王仙体等. 减压渣油在超临界溶剂中热裂化反应动力学[ C] . 第一届全国超临界流体技术学术及应用研讨 会 ,石家庄 ,1996 :1972201. L UMPING KINETIC MODEL OF HIGH TEMPERATURE COAL TAR HYD ROCRACKING Chang Na 　Gu Zhaolin 3 　Hou Xiongpo 　Liu Zongkuan and Wang Zanshe 3 ( S chool of Energ y an d Pow er En gi neeri ng , X i’an J i aotong U ni versi t y , 710049 X i’an;3 S chool of H um an S ett lement and Ci vi l Engi neeri ng , X i’an J i aotong Universi t y , 710049 X i’an) ABSTRACT　In t he condition of 360 ℃2400 ℃, hydrogen pressure 1 MPa22. 5 MPa , resi2 dence time 5 min240 min , and ratio of xylene to coal tar 0. 523 , reaction kinetics st udy of high temperat ure coal tar hydrocracking in supercritical xylene were investigated in batch reactor . The pressure index of cracking reaction was - 0. 211 1 , ratio of xylene to coal tar index was 0. 403 3 , p re2exponential factor was 2. 722 min - 1 ·MPa (0. 211 1) , and activity energy was 15. 765 kJ / mol ; The p ressure index of condensation reaction was - 0. 288 4 , ratio of xylene to coal tar index was - 0. 445 9 , p re2exponential factor was 18. 952 min - 1 ·MPa (0. 288 4) , and activity energy was 30. 762 kJ / mol ; The pressure index of total reaction was 0. 160 9 , ratio of xylene to coal tar index was 0. 226 5 , p re2exponential factor was 204. 226 min - 1 ·MPa ( - 0. 160 9) , and activity energy was 39. 049 kJ / mol. KEY WORDS 　high temperat ure coal tar , supercritical xylene , hydrocracking , lumping ki2 netic model 65 煤 　炭 　转 　化 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010 年