HP40合金试样氧化表面催化结焦的研究

以石脑油为裂解原料, 在850℃下进行了HP40合金试样氧化表面的催化结焦实验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和拉曼光谱表征了HP40合金试样的氧化层和结焦层。结果表明,HP40合金试样表面氧化层疏松、多孔,主要由(Cr, Fe)尖晶石和少量的Fe2O3组成。在结焦初始阶段,结焦速率较大,然而随着结焦实验时间的增加,结焦速率开始降低,最后趋于稳定值0.0084 mg/(cm2.min)。在形核阶段,结焦层的粒子直径约为1μm,在催化结焦的后期,丝状焦直径约为0.2μm,当结焦机理为热裂解结焦时,丝状焦直径又增加到0.5μm。     

HP40合金试样氧化表面催化结焦

以石脑油为裂解原料,在850℃下进行了HP40合金试样氧化表面的催化结焦实验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和拉曼光谱表征了HP40合金试样的氧化层和结焦层。结果表明,HP40合金试样表面氧化层疏松、多孔,主要由(Cr, Fe)尖晶石和少量的Fe2O3组成。在结焦初始阶段,结焦速率较大,然而随着结焦实验时间的增加,结焦速率开始降低,最后趋于稳定值0.0084mg/(cm2.min)。在形核阶段,结焦层的粒子直径约为1μm,在催化结焦的后期,丝状焦直径约为0.2μm,当结焦机理为热裂解结焦时,丝状焦直径又增加到0.5μm。     

HP40合金试样氧化表面的催化结焦

以石脑油为裂解原料,在850℃下进行了HP40合金试样氧化表面的催化结焦实验.采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和拉曼光谱表征了HP40合金试样的氧化层和结焦层.结果表明,HP40合金试样表面氧化层疏松、多孔,主要由(Cr,Fe)尖晶石和少量的Fe2O3组成.在结焦初始阶段,结焦速率较大,然而随着结焦实验时间的增加,结焦速率开始降低,最后趋于稳定值0.0084 mg/(cm2·min).在形核阶段,结焦层的粒子直径约为1μm,在催化结焦的后期,丝状焦直径约为0.2μm,当结焦机理为热裂解结焦时,丝状焦直径又增加到0.5 μm.     

两种气氛预氧化后裂解炉管合金的结焦和碳化行为

研究了裂解炉管用HP40合金在H_2-H_2O及空气-H_2O气氛中预氧化后的表面形貌、元素分布及相组成,并在98%(φ)N_2-2%(φ)C_2H_6和98%(φ)H_2-2%(φ)CH_4气氛中研究了预氧化合金的结焦和碳化行为。实验结果表明,HP40合金在H_2-H_2O中形成的氧化膜由致密的笼型球团状MnCr_2O_4尖晶石组成;而在空气-H_2O中形成的氧化膜发生剥落,且Fe和Ni元素在剥落处富集,未剥落的氧化膜由八面体MnCr_2O_4尖晶石及Cr_(1.3)Fe_(0.7)O_3氧化物组成。经H_2-H_2O预氧化的合金结焦后表面存在少量不连续的絮状焦炭,而经空气-H_2O预氧化的合金结焦后表面覆盖了大量丝状焦炭,前者的结焦量占后者的17%。经H_2-H_2O预氧化的合金的氧化膜碳化后仍为致密的MnCr_2O_4尖晶石;而经空气-H_2O预氧化的合金的氧化膜转化成由(Cr,Fe)_7C_3和Fe_3C组成的碳化物膜。     

表面粗糙度对25Cr20Ni合金裂解炉管低氧分压预氧化的影响

对比研究了表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种25Cr20Ni合金试样在低氧分压气氛中氧化20 h的氧化动力学、氧化膜的表面形貌及相组成,并在小试裂解装置中对这3种内表面粗糙度不同的25Cr20Ni合金炉管预氧化后的抗结焦性能进行了评价。实验结果表明,表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种合金试样在低氧分压气氛中的氧化动力学分别遵循立方规律、对数规律和立方规律;表面粗糙度为0.2μm的合金试样氧化后表面被Cr2O3和极少量的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为1.6μm的合金试样氧化后表面被均匀、致密的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为12.5μm的合金试样氧化后表面被不均匀的MnCr2O4尖晶石覆盖。在小试裂解结焦评价实验中,内表面粗糙度为1.6μm的炉管预氧化后的抗结焦能力最强。     

超短接触催化裂解过程中的焦炭沉积规律Ⅰ结焦过程的物理 …

采用一套微型反应器装置,在６５０～８００℃,０．１～０．２５ｓ高温超短接触条件下进行馏分油催化裂解实验,研究了催化剂上焦炭沉积的规律。在实验测定结焦速度基础上,分析了不同温度下焦炭沉积的机理,并通过理论计算证明了上述推测。以上规律对于进一步定量研究结焦规律,确定最优的操作条件,均具有指导意义。     

裂解炉管的预涂覆抑制结焦方法

采用小试裂解评价实验装置对内径为10 mm、长为850 mm的小试炉管进行在线预涂覆,然后以石脑油为裂解原料对预涂覆后炉管的抗结焦能力进行评价。实验结果表明,将有效组分为Si,Al,Si/Al,Si/Al/Ca的预涂覆试剂分别预涂覆后,SiO_2能明显在炉管内表面附着,而Al_2O_3不能单独在炉管内表面附着;当预涂覆Si/Al/Ca混合元素后,Si元素在表面元素的含量约为30%(w)、Al元素含量接近10%(w)、Ca元素含量接近5%(w)。在小试裂解结焦评价实验中,经过预涂覆后炉管的结焦量低于空白炉管,尤其是利用Si/Al/Ca混合元素预涂覆后,第1次裂解实验结焦量减少85%,第5次裂解实验结焦量仍能减少80%以上。炉管预涂覆对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响不明显。     

SiO2/S涂层及乙酸钾抗结焦性能的对比

  以石脑油为裂解原料,在850℃下对退役  HP40炉管内表面进行结焦试验,并对比了 SiO₂/S 涂层与乙酸钾的抗结焦性能。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)表征了焦炭形貌,采用热重(TGA)、元素分析和拉曼光谱考察了焦炭结构。结果表明,由于退役 HP40炉管内表面状态的改变,加剧了催化结焦。SiO₂/S 涂层可以有效地抑制催化结焦,其结焦抑制率达到65%,但是 SiO₂/S 涂层剥落后,焦炭以催化焦为主,同时夹杂着部分热裂解焦。当乙酸钾质量分数为400 μg/g 时,抑焦率达到60%。当乙酸钾质量分数分别为0、100、200和400 μg/g 时,丝状焦直径分别为100、60、45和35 nm。SiO₂/S涂层与乙酸钾对焦炭结构影响较小,退役 HP40炉管内表面焦炭为高沸点、缩合度较高的大分子,石墨化程度较低。     

裂解炉管内表面氧化膜性能的研究

研究了4种服役过一定年限的裂解炉管内表面氧化膜的元素分布、组成、表面形貌及厚度,并对氧化膜的抗结焦、抗碳化性能进行了评价。实验结果表明,正常的裂解炉旧炉管1~#和2~#氧化膜以Cr_2O_3为主,其中Cr含量(质量分数,下同)达50%以上,Mn含量约为10%,Fe和Ni含量之和约为15%;结焦严重的裂解炉旧炉管3~#和4~#氧化膜以Fe的氧化物为主,Cr含量约为15%,Mn含量小于2%,Fe和Ni含量之和达60%。1~#和2~#氧化膜厚度约20μm,氧化膜致密性好;3~#和4~#氧化膜厚度约40μm,氧化膜较疏松。结焦后,1~#和2~#氧化膜表面主要是絮状焦炭,而3~#和4~#氧化膜表面主要是丝状焦炭;4种氧化膜碳化后的产物均为Cr_7C_3以及石墨碳。氧化膜的抗结焦能力和抗碳化能力排序为1~#2~#4~#3~#。     

FCC柴油催化氧化萃取脱硫的研究

分别以硬脂酸钴、硬脂酸锰、氯化亚铁、醋酸钴、醋酸锰为催化剂,冰醋酸为溶剂,双氧水为氧化剂,考察了5种催化剂对FCC柴油中硫化物的脱除效果。研究结果表明,硬脂酸钴催化剂脱硫效果明显,在适宜的操作条件下,可使沧州炼油厂FCC柴油硫含量由2239μg/g降至683μg/g,脱硫率达到69.5%。     

超短接触催化裂解过程中的焦炭沉积规律——Ⅱ 结焦过程的动力学模型

本文通过分析馏分油高温短接触催化裂解过程的特点,建立了催化剂上结焦失活反应的动力学模型。从该模型出发,考察了进料浓度,气固接触时间和反应温度对结焦速率的影响,并利用实验数据对模型进行了验证。根据理论分析和实验回归,得到了适用本过程的结焦动力学方程,为进一步的研究工作打下了基础。     

超短接触催化裂解过程中的焦炭沉积规律I结焦过程的物理模型

采用一套微型反应器装置 ,在 6 5 0～ 80 0℃ ,0 .1～ 0 .2 5s高温超短接触条件下进行馏分油催化裂解实验 ,研究了催化剂上焦炭沉积的规律。在实验测定结焦速率基础上 ,分析了不同温度下焦炭沉积的机理 ,并通过理论计算证明了上述推测。以上规律对于进一步定量研究结焦规律 ,确定最优的操作条件 ,均具有指导意义。     

预氧化法制备石油焦基活性炭的研究

 以石油焦为原料，采用先对原料进行预氧化处理，再进行水蒸气活化的方法制备活性炭。通过XRD、N2吸附、恒流充放电等测试研究了预氧化对所制备的活性炭的结构特性与电化学性能的影响，并开展原料结构与活性炭性能之间的相关性研究。结果表明，预氧化处理极大的促进了石油焦的活化反应，由此制得的活性炭比表面积达到299.7m2/g，比电容达到80F/g，均比未经预氧化的样品有显著提高。同时，石油焦原料结构对石油焦活性有较大影响，以细镶嵌型光学结构为主、晶化程度较低、挥发份含量高的石油焦具有较高的反应活性，制备的活性炭更易于形成发达的孔隙。     

焦化蜡油催化裂化性能的研究

研究了纯焦化蜡油在ZCM-7催化剂上的催化裂化性能和产率分布，重点考察了不同碱氮含量和不同反应温度对纯焦化蜡油催化裂化反应的影响。这一研究结果将为更好地掺炼焦化蜡油作FCC原料提供重要的参考数据。     

减少渣油催化裂化装置的结焦

介绍了清江石化有限公司渣油催化裂化装置反应分馏系统提升管进料喷射区、沉降器顶部、大油气管线、分馏塔底等主要结焦部位的结焦情况，分析了结焦的原因，阐述了为防结焦所采取的一些措施及其效果。     

反应温度及掺渣比对渣油催化裂化生焦率的影响

用扶余减压馏分油和减压渣油研究掺渣油催化裂化过程的生焦率受反应温度及掺渣比的影响。结果表明，反应温度升高，生焦率下降，且随掺渣比的升高，下降幅度越大。减压馏分油和减压渣油之间存在相互作用，生焦率并不是减压渣油和减压馏分油生焦率的简单加和，由于减压馏分油的存在对渣油的胶体体系有破坏和稀释作用，降低了渣油固有的生焦率，所以掺渣油催化裂化反应过程应采用较高的反应温度，且注意原料中各组分的配伍问题     

催化剂积炭对逆流连续催化重整反应的影响

在中国石化济南分公司600 kt/a逆流连续催化重整（简称逆流连续重整）工业试验装置上，考察了第四反应器（四反）入口温度和四反催化剂碳含量的关系以及催化剂积炭对逆流连续重整反应规律的影响。结果表明：四反入口温度对四反催化剂碳含量和总积炭量影响很大，降低四反入口温度有利于降低逆流连续重整的总体积炭水平；随着催化剂碳含量的增加，反应器温降减少，芳烃产率和氢气产率下降明显，环烷烃和烷烃的转化率下降，低碳数环烷烃转化率下降的幅度比高碳数的大，五元环烷烃转化率下降的幅度比六元环烷烃的大，异构烷烃转化率下降的幅度高于正构烷烃，低碳数正构烷烃转化率下降的幅度高于高碳数正构烷烃；逆流连续重整技术优化的方向是控制催化剂的总体积炭水平，尤其要尽可能降低四反的积炭量。     

RFCC过程干气和焦炭的生成规律及减少其产率的研究

采用连续反应-再生催化裂化中型实验装置研究了重油催化裂化提升管反应器内干气与焦炭的生成规律。结果表明,干气和焦炭的生成主要发生在提升管反应器底部的油剂混合反应初期,而提升管反应器后半段的催化剂整体活性状况及高温反应环境对干气和焦炭的生成也存在一定的影响;而降低再生剂温度、提高剂/油质量比、减少再生剂与原料油接触温差有利于降低干气与焦炭产率,在相同转化率下可以获得更高的轻质油收率和液收率。