催化裂化重循环油（Heavy Cycle Oil,以下简称HCO）中多环芳烃（2⁵环）含量高,可裂化性能差,利用率低,因此本课题提出重循环油的加氢改质,饱和部分芳香环为环烷环,提高重循环油氢碳比,然后再循环回催化裂化装置进行裂化的工艺路线。本研究通过对重循环油加氢反应规律的探究,总结出HCO加氢改质反应深度的控制方法及HCO烃分子的结构变化规律,并建立集总动力学模型,求取动力学参数,从而为后续工艺开发提供理论指导。首先,选取与HCO中代表性多环芳烃结构、性质类似的模型化合物,例如萘、菲、芘作为研究对象,进行反应性能的考察以及反应规律的探索。四种工业催化剂的加氢反应考察结果表明:活性金属组分Ni和W或适当增加催化剂酸性可以有效提高加氢饱和活性,但过强的酸性会加剧裂化及异构化反应的发生;催化剂孔径越大,越有利于大分子多环芳烃的吸附与反应;并且发现不同结构的芳烃在反应过程中存在竞争吸附,当采用两种催化剂组合分段装填时,若采用顺序装填（加氢活性较高的催化剂在前,中间环加氢选择性高的催化剂在后）,有利于不同结构多环芳烃加氢饱和,且能够减少裂化反应;采用反序装填时,不利于大分子芳烃转化,且容易造成小分子芳烃过度加氢发生裂化反应。萘、菲、芘在不同工艺条件下的加氢反应规律表明:反应温度对加氢饱和反应的影响存在热力学平衡区,反应压力对开环裂化反应影响更小,采用较大空速有利于芳烃的饱和反应,氢油比对加氢饱和反应与裂化反应影响均很小。多环芳烃中间环加氢具有更强的初选性,加氢速度比端环更快,但后续的加氢过程更容易发生在端环边位。以工业YH-HCO为原料,在反应温度340³90℃,反应压力6¹2 MPa,体积空速1.0².0 h^-1,氢油比400:1¹000:1的范围内考察反应条件对HCO加氢饱和深度及烃分子结构的影响,研究表明:提高压力,芳烃饱和反应与开环裂化反应速率均增大,但对饱和反应影响更大;提高反应温度,芳烃饱和反应存在最佳温度,但是开环裂化反应速率一直增大;增大体积空速,芳烃饱和反应与开环裂化反应转化率均减小,但对饱和反应影响更小;增加氢油比,对加氢深度影响小,但可以加强对开环裂化反应的抑制作用。因此,可以根据目标产物的不同调整工艺参数,从而达到不同的加氢效果。对不同加氢深度重循环油组成与分子结构分析发现,重循环油加氢后密度为0.9424 g/cm³处存在拐点,拐点之前重循环油主要发生多环芳烃饱和反应生成环烷基芳烃,当超过这一拐点时,加氢后环烷结构的裂化反应开始逐渐占据主导。通过对比YH-HCO和JN-HCO在不同反应深度下的物理化学性质变化,发现相同反应条件下,四环芳烃较多的HCO比三环芳烃较多的HCO加氢反应深度更浅,随着加氢程度的加深,四环较多的HCO密度下降更快,但始终高于三环芳烃,因此要得到相同的加氢深度,前者需要更苛刻的反应条件,如增大压力,适当升高温度,减小体积空速。根据重循环油芳烃加氢饱和反应特点,依据加氢前后重循环油的平均分子结构,建立了芳碳、环烷碳、烷基碳之间的三集总动力学模型,并求得动力学参数,通过比较计算值与实验值,证明该动力学模型基本可靠,但该模型仅适用于四环芳烃较多的重循环油。动力学参数计算结果表明:芳环加氢饱和速率>环烷环开环反应速率,反应温度对开环反应速率的促进作用大于芳环饱和反应。对比轻循环油加氢动力学参数发现,重循环油中芳烃比轻循环油中芳烃更难发生加氢饱和反应,芳烃加氢得到的环烷环却更容易发生裂化反应。