高温下1-己烯在H-ZSM-5催化剂上的裂化反应机理和反应路径

采用固定床反应器考察了1-己烯在反应温度为500～750℃范围内在H-ZSM-5沸石和石英砂上的裂化反应。在此基础上,建立了催化/热裂化占比模型,定量地讨论了高温下催化裂化和热裂化反应的关系。另外,根据1-己烯在H-ZSM-5沸石上裂化反应的产物分布,对其反应路径进行了推导和估算。结果表明：1-己烯在H-ZSM-5沸石上的高温反应以催化裂化为主。即使在750℃高温下,1-己烯通过催化裂化反应进行转化的占比仍然高达91.32%。产物中甲烷、乙烯和丙烯等主要来源于催化裂化反应,而不是热裂化反应。对1-己烯裂化反应路径的估算发现,双分子齐聚裂化反应占比由500℃时的74%下降到700℃时的0。单分子直接裂化反应有利于生成乙烯和丙烯等小分子烯烃,而双分子齐聚裂化反应有利于生成较大分子烯烃。高温下乙烯和丙烯产率较高的原因可能是高温促进了1-己烯的单分子直接裂化反应。     

重油催化裂解过程中丙烯和干气的生成历程

采用固定床微反实验装置考察了大庆蜡油不同转化深度下的催化裂解反应的产物分布,探讨了重油催化裂解过程中丙烯和干气的生成历程。结果表明,重油催化裂解过程中,丙烯的生成是原料一次裂解和汽油馏分二次裂解共同作用的结果。当原料转化深度较低时,丙烯已由原料中烷烃的一次裂解反应大量生成;随着原料转化深度的增加,汽油馏分二次裂解生成丙烯的反应所占比重增大。在原料一次裂解为主生成丙烯的反应阶段内,干气主要由烷烃发生单分子裂化反应生成,而在汽油馏分二次裂解为主生成丙烯反应阶段内,芳烃和烯烃缩合生焦反应对干气生成的影响更为显著。     

高温水热处理对HZSM-5催化剂择形裂化性能及氢转移性能的影响

在脉冲微反色谱装置上,用正己烷、3-甲基戊烷、十氢化萘及环己烷为原料,考察了HZSM-5分子筛及催化剂的择形裂化性能及氢转移反应性能。结果表明,新鲜HZSM-5分子筛具有良好的择形性,高温水热处理后,择形性下降。氢转移反应能力降低。提高反应温度不利于择形裂化反应及氢转移反应。氢转移反应越低,丙烯及丁烯等烯烃选择性越高。芳烃不仅通过分子间氢转移反应生成,而且通过直接脱氢芳构化反应生成。根据实验结果,提出了烃类在HZSM-5分子筛上的择形催化裂化模型及环己烷在HZSM-5催化剂上的反应网络。     

催化裂化汽油烯烃选择性裂解制丙烯工艺的开发

针对催化裂化汽油中烯烃含量高,国际市场对丙烯需求量大的现状,在扬州石化有限责任公司工业侧线装置上进行了FCC汽油烯烃裂化制丙烯工艺的工业试验。该工艺采用分子筛涂覆的规整结构催化剂,在自建的20 kg/h工业小试装置上,按照优化的工艺参数和工艺过程,促进FCC汽油中烯烃的选择性裂化,在降低汽油烯烃含量的同时,气相产物中三烯(乙烯、丙烯和丁烯)的选择性可大于80%,其中丙烯选择性可达到30%～40%。     

环烷烃催化裂解生成乙烯和丙烯反应探析

采用小型固定流化床装置研究了不同环烷烃催化裂解生成乙烯和丙烯的反应规律。结果表明,环烷烃的催化裂解反应中,无取代基的双环环烷烃比单环环烷烃更有利于生成乙烯和丙烯,但两者容易发生脱氢缩合反应;给电子诱导效应相对最强的正丙基环己烷比甲基环己烷和乙基环己烷更易生成正碳离子,利于生成乙烯和丙烯;对于含有2个取代基的环烷烃,取代基之间的距离越近,环烷烃环上的电子分布越不均匀,越容易生成正碳离子;具有较大环张力和较小动力学直径的甲基环戊烷比甲基环己烷更易催化裂解生成乙烯和丙烯。根据甲基环戊烷催化裂解的产物分析和分子模拟计算结果,推测H⁺优先进攻甲基环戊烷取代基的碳原子,进而发生电荷转移,形成C₍₁₎五配位正碳离子。     

催化裂化增产丙烯技术的新进展

利用催化裂化装置增产丙烯是解决丙烯产量供不应求问题的途径之一。二次裂化反应和氢转移反应是催化裂化增产丙烯的关键反应,催化裂化增产丙烯技术就是要促进二次裂化反应,抑制氢转移反应。介绍了催化裂化增产丙烯工艺新进展和催化裂化增产丙烯的主要技术手段。     

不同组成FCC轻汽油催化裂解增产丙烯性能研究

研究了不同组成FCC轻汽油（LCG．1和LCG．2）在小型提升管实验装置上催化裂解增产丙烯的性能，以及与回炼油浆进行组合进料回炼时增产丙烯的协同效应。实验结果表明，富含烯烃的轻汽油LCG．2更容易发生催化裂解反应生成丙烯。相同反应条件下，LCG．2的丙烯产率以及丙烯选择性均高于LCG．1；而且，轻汽油与回炼油浆组合进料回炼时，干气产率明显降低，汽油烯烃含量大幅下降，产物分布得到明显改善。     

FCC汽油重馏分的催化裂化和热裂化产物组成的研究

以FCC汽油重馏分为原料，分别在惰性石英砂及酸性催化剂上，反应温度为300 -700℃，在小型固定流化床上进行热裂化和催化裂化实验。结果表明，FCC汽油重馏分的热裂化起始反应温度为525℃左右。在催化裂化实验中，当反应温度为300-500℃时，FCC汽油重馏分催化裂化所得的干气100％由单分子裂化反应所产生；525℃时93％的干气由单分子裂化反应产生；550℃时63％的干气由单分子裂化反应产生；反应温度高于600℃时，干气几乎100％由热裂化反应所产生。单分子裂化反应所产生的干气组成中，按体积分数大小的顺序依次为C2H4、CH4、H2和C2H6。而热裂化反应所产生的干气组成中，CH4体积分数最高，约占50％，其次为H2，然后依次为C2H4、C2H6。当反应温度为300～600℃时，FCC汽油重馏分催化裂化所得的液化气80％～100％由催化裂化反应所产生，其主要组成为C3H4、iC4H10和C3H8，而热裂化液化气的主要组分为C3H6、iC4H8和C3H8。     

催化裂化增产汽油的分析与探讨

增产汽油应从占汽油池70%以上的催化裂化工艺技术着手,通过优化加工流程提供具有较好裂化性能的催化裂化原料,选择对大分子裂化能力强的催化剂,维持较高的平衡剂活性,优化反应-再生系统的工艺操作参数,强化催化裂化反应,提高单程转化率;采用催化裂化柴油馏分回炼技术,尤其是富含链状烃和单环芳烃的柴油轻馏分有助于增产高辛烷值汽油;严格控制分馏和吸收稳定系统的操作条件,用足汽油干点和蒸气压质量指标等措施,可有效增加催化裂化汽油产率。     

2,5-二甲基己烷热裂化和催化裂化生成甲烷的机理研究

采用脉冲微反装置,在反应温度为550～650 ℃、低转化率（小于 15%）条件下,研究了2,5-二甲基己烷在石英砂和ZRP分子筛上的热裂化和催化裂化反应,分析了甲烷的生成机理。结果表明：2,5-二甲基己烷热裂化反应的主要产物是甲烷、丙烯和异丁烯,在链传递阶段,甲基自由基夺氢可由3条反应路径生成甲烷,叔C-H键对甲烷选择性的贡献大于90%;ZRP分子筛的择形催化作用影响2,5-二甲基己烷催化裂化的转化率和产物分布,甲烷由质子化裂化反应生成;分析热裂化反应与质子化裂化反应对甲烷生成的影响可知,甲烷主要由热裂化反应生成,且随反应温度升高,热裂化反应对甲烷生成的贡献逐渐增大。     

重油催化裂解制取丙烯的分子反应化学

从分子水平研究了重油催化裂解反应中原料性质的影响、丙烯生成反应化学和丙烯再转化反应化学,创新了重油催化裂解反应理论和知识。在重油催化裂解制丙烯反应中,原料氢含量和饱和烃含量是影响丙烯产率的重要指标,而原料烃分子结构与大小对丙烯产率的影响也很大;丙烯的生成来自重质原料一次裂解和中间产物馏分二次裂解反应的共同贡献;烷烃分子经五配位正碳离子引发链反应是导致干气选择性高而丙烯选择性低的主要原因;催化裂解产物中丙烯存在再转化反应。同时提出了催化裂解增产丙烯并抑制干气和焦炭生成的新技术,并在工业装置上得到了验证;与原技术相比,在相同原料油和操作条件下,其丙烯产率提高了90.29%,而焦炭产率降低了17.53%,干气与丙烯质量产率比降低了34.88%。     

窄馏分催化裂解汽油多产丙烯的研究

在实沸点蒸馏装置上将催化裂解汽油切割为不同沸点范围的窄馏分,在小型固定流化床装置上,对这些窄馏分汽油催化转化增产低碳烯烃进行了研究。试验结果表明：以初馏点~110℃的窄馏分汽油为原料时,反应温度为610℃时,丙烯产率最大,为25.49%;丙烯大部分来自原料中烯烃的裂解,少量的丙烯由正构烷烃、异构烷烃以及带有侧链的芳烃和环烷烃裂解得到;窄馏分汽油经芳烃抽提处理后丙烯产率增加。     

Commercial Test of Flexible Dual-Riser Catalytic Cracking Process

The technical features and commercial test results of flexible dual-riser fluidized catalytic cracking (FDFCC) process are presented for refiners to choose an efficient process to upgrade FCC naphtha and boost propylene production in a RFCC unit. The commercial test results indicate that the olefin content of catalytically cracked gasoline can be significantly reduced to less than 20 v%, while sulfur content reduced by 15%-25% and RON increased by 0.5-2 units in a RFCC unit. In addition, propylene yield and the production ratio of diesel to gasoline can also be remarkably enhanced in the RFCC unit.     

催化裂化汽油烯烃转化增产丙烯工艺研究

在装有条形ZRP催化剂的固定床反应器上,考察了催化裂化汽油在ZRP稀土改性催化剂上的反应性能,反应温度、空速、原料中水油比等工艺条件对催化裂化汽油烯烃转化率和低碳烯烃收率、选择性的影响。实验结果表明：ZRP稀土改性催化剂可选择性地将催化裂化汽油中C5～C8烯烃催化裂解,提高催化裂化汽油烯烃的转化率和丙烯的收率;反应的适宜温度为550-580℃;在保证烯烃转化率的条件下,适当提高反应空速可以获得较高的丙烯、乙烯收率;引入适量的水蒸气可以起到稀释作用,能够使反应平衡向丙烯方向移动。     

连续重整装置加工催化裂化汽油的工业试验

介绍了中国石化北京燕山分公司60万t/a连续重整装置加工催化裂化(FCC)汽油的工业试验情况.结果表明,FCC汽油蒸馏后所得适宜馏分经深度加氢脱硫、脱氮并使烯烃饱和后,其性质符合重整工艺的要求.当加氢粗汽油的掺炼比在20％～50％时,与加工正常铂料相比,重整反应WAIT和WABT温度均有所提高;总温降降低18.56 ～43.20℃,氢气收率降低0.16％ ～0.28％,且掺炼比例越高,二者的降低幅度越大;脱戊烷油收率约降低1个百分点;产品脱戊烷油及氢气的性质基本无变化.     

两段提升管催化裂化汽油回炼方式的对比

辽河石化分公司应用两段提升管催化裂化技术对催化裂化装置进行了改造,并增设了两种催化裂化汽油（轻馏分汽油和全馏分汽油）回炼改质措施。工业应用表明,在汽油烯烃含量接近目标值（目标值为体积分数39%）时,汽油回炼量小,此时回炼轻馏分汽油有利于目的产品收率的提高;当汽油烯烃含量与目标值相差较大时,汽油回炼量大,此时回炼全馏分汽油有利于汽油辛烷值不受损失。     

催化裂化汽油改质的研究与探讨

我国车用汽油的组成中烯烃含量较高的催化裂化汽油占75％以上。对催化裂化汽油进行改质是解决催化裂化汽油自身的问题以提高车用汽油质量的有效措施。通过催化裂化分馏塔侧线将约10％的重质汽油作为柴油组分,不仅可减少催化裂化汽油的产量,还可以增产柴油,提高柴汽比。约占50％的轻质催化裂化汽油可进行深度醚化,醚化汽油中的烯烃含量降低8％－10％,MON约增加2个单位,氧含量增加1．2％－1．4％。中质催化裂化汽油馏分的芳潜较高,可作催化重整原料。     

小型提升管反应器上甲醇与流化催化裂化汽油混炼改质的研究

在小型提升管流化催化裂化(FCC)装置上,使用FCC催化剂,进行了甲醇与FCC汽油的混炼实验,考察了反应温度、甲醇与FCC汽油的质量比(混炼比)及甲醇不同进料位置对精汽油族组成、裂化气组成和液体收率的影响。实验结果表明,甲醇与FCC汽油共混进料的反应效果优于甲醇提前或延后FCC汽油进料时的反应效果;甲醇与FCC汽油混炼在改善汽油质量的同时,有利于增产裂化气和提高液体收率。甲醇与FCC汽油混炼的适宜条件为:反应温度400~420℃、混炼比为5%~10%、剂油比10~12。在此条件下,FCC汽油烯烃含量下降50%以上,液体收率增加3%左右,裂化气中干气质量分数小于1.5%,精汽油与液化石油气收率之和达到98%以上。     

催化裂化汽油裂解制备低碳烯烃

在小型提升管催化裂化实验装置上研究了催化裂化(FCC)汽油催化裂解生产低碳烯烃的反应规律。实验结果表明,催化剂类型、反应温度、停留时间及水蒸气用量对乙烯、丙烯的产率均有显著的影响。高温、大剂油比、长停留时间及提高水蒸气用量都可促进汽油的裂解,增加低碳烯烃的产率。在实验室条件下,以ZC-7300为催化剂,多产低碳烯烃的最佳条件:反应温度580℃,停留时间1.6s左右,剂油质量比为11,水蒸气与汽油的质量比为0.20。对不同催化剂进行了对比实验得知,自制催化剂A的催化效果最好,汽油转化率达到40%以上,乙烯+丙烯的产率达到20%以上,焦炭和干气(不含乙烯)的产率不大于5%。     

FCC汽油催化裂解生产低碳烯烃的动力学模型研究

针对催化裂化汽油催化裂解生产低碳烯烃的反应体系,建立了六集总动力学模型,推导出模型的解析解,利用小型提升管催化裂化试验装置的试验数据,采用最小二乘法求出了各集总之间的反应速率常数,并对所建立的模型进行了初步的检验,结果表明计算值与试验值吻合良好,模型具有较好的预测能力.对乙烯、丙烯的产率及选择性的计算表明,随停留时间的延长.产率有所增加,但选择性基本不变.