一般對加氫脫硫反應的研究,大多只限於單一觸媒顆粒,或是探討短時間 操作之脫硫量模擬,以及求出最佳起始孔徑。但都沒探討非均勻活性分佈 觸媒對脫硫量的影響。本文把非均勻活性分佈導入脫硫觸媒,採用 Rajagopalan and Luss所提出的限制擴散模式,由總脫硫量來預測單段式 與兩段式反應器於不同操作條件下的最佳設計。由於重油中的金屬成份( Ni、V 等) 會在觸媒小孔內沉積,降低脫硫反應速率。因此,在進行加氫 脫硫反應的同時就必須考慮加氫脫金屬反應。本文將觸媒孔內的脫金屬反 應視為一階反應,而脫硫反應則為二階反應。由本文結果可以發現,在一 般操作條件下,非均勻活性分佈觸媒的總脫硫量和使用壽命都比均勻活性 分佈觸媒好;而在某些參數條件下,非均勻活性分佈觸媒的脫硫率改善程 度更高,效率更好。此外,兩段式反應器的設計方式可避免反應器內觸媒 使用率" 前高後低 "的現象,以提高整體反應器的反應效率,並可增加總 脫硫量和觸媒使用壽命。
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