世界石油资源的枯竭,原油替代品的研究引起了人们重视。煤焦油作为煤炭热解的副产物,具有加工生产汽、柴油的潜在价值为业内所重视。目前煤焦油加氢技术已经实现了工业化,但加工技术基本照搬原油炼制技术,缺乏独立炼制技术。煤焦油不同于原油,具有很高的氧含量。这些含氧化合物对油品燃烧的稳定性、发动机的使用寿命等都会产生很大影响,因此对于煤焦油中氧的除去尤为重要。本文以240℃低温煤焦油为原料,Ni Mo/γ-Al2O3为催化剂,在固定床反应器上完成了加氢脱氧实验。研究分析了反应条件(温度、压力、空速)对产物组成及性质的影响,总结了煤焦油加氢脱氧反应规律。基于加氢实验结果,建立了含氧化合物的加氢脱氧、芳环的加氢饱和以及加氢裂化的三相反应器模型。并对模型的模型参数进行了拟合、验证。采用所建立的动力学模型对加氢脱氧反应器进行模拟。讨论煤焦油加氢脱氧反应过程中反应物和产物的压力、浓度随催化剂床层的变化规律。分别对三种反应的催化剂效率因子以及西勒模数随催化剂床层的变化规律进行了分析。研究得到以下结论:(1)研究发现加氢饱和、裂化、脱氧三种反应不仅是同时发生的,更是相互影响的。当通过改变工艺条件去促进煤焦油中的脱氧反应,加氢饱反应与加氢裂化反应的速率也会随之提高。通过对加氢产物中的硫、氮含量分析可知,在高温、低空速时,加氢脱硫速率大于加氢脱氮速率。而在高压下,反应速率大小正好相反。(2)基于gproms软件建立了含氧化合物加氢脱氧、芳环的加氢饱和以及加氢裂化动力学模型。通过非线性拟合得到了三种反应的活化能分别为:74092 J/mol、94147 J/mol、107897 J/mol,反应级数分别为1.38、1.34、1.21。准确度验证结果显示,模型参数误差均小于9%。对三种反应速率常数进行求解发现,加氢脱氧速率>加氢饱和速率>加氢裂化速率。通过对加氢脱氧反应器模拟发现,高温、高压、低空速有利于加氢脱氧反应。影响顺序依次为:温度>压力>空速。三种反应的催化剂效率因子随催化剂床层的增加而增大。加氢脱氧反应的催化剂效率因子较低,内扩散对其反应的影响存在。加氢饱和反应和加氢裂化裂化反应的催化剂效率因子均为1左右,扩散对于反应的影响可以忽略。