热载气体直接加热石油烃裂解研究进展?I. 裂解装置和技术

概述了以气体为热载体的石油烃直接加热裂解技术及其应用;介绍了热载气体直接加热石油烃裂解的装置组成、运行条件、产物产率、技术改进及发展状况,分析了裂解反应机理和反应动力学;指出热载气体直接加热裂解具有原料适用性广、产物分布灵活、热效率较高和受结焦影响小等优点,但同时也有裂解装置结构较复杂、缺乏系统性研究数据等不足. 最后对热载气体直接加热石油烃裂解的研究进行了展望,指出以氢氧燃烧产生的过热水蒸汽作为热载气体的直接加热裂解技术,在提高换热效率、降低碳排放、扩大原料范围和耦合制取合成气等方面有很大优势,发展前景广阔.     

聚烯烃与其裂解产物返回共裂解的研究

以聚烯烃塑料为裂解原料,在间歇反应釜中进行轻度热裂解,加热速率3—5℃/min,温度400℃,停留时间0—80 min;制取液相石油烃。为克服热裂解过程中的传热不均匀,提高热裂解产物轻质馏分的含量,进行了部分热裂解产物返回作为原料与聚烯烃塑料进行共裂解的实验探究,并对其裂解气相产物进行了气相色谱分析,液相产物进行了红外光谱、核磁共振氢谱表征以及GC-MS定量分析。结果表明:在400℃进行共裂解,液相产物平均收率约为90%,所得液相石油烃C数分布广,主要组分为链烷烃,其中直链烷烃所占比例44.03%。在聚烯烃塑料轻度裂解过程中部分热裂解产物返回共裂解,有利于裂解过程的传热,促进所得石油烃的轻质化且裂解过程中不会发生结焦反应。但共裂解液相产物中离心沉积物增多,主要组成为链烷烃,可作为裂解原料再次进行利用。     

裂解技术发展近况

介绍了裂解技术的发展现状及发展趋势，重点介绍了裂解炉技术，裂解原料与裂解产率，抑制结焦技术以及裂解炉的热效率和大型化，控制技术等方面。     

废塑料裂解方式及其设备设计

针对目前塑料连续热裂解装置存在的一些问题,提出了一种电磁感应加热式三段废旧塑料热裂解装置,这种结构的热裂解装置具有生产率高、塑料受热均匀、对零件材料高温下的强度要求降低等优点,而且与传统热裂解相比,三段式电磁感应加热裂解装置可以准确调节裂解温度,有效控制裂解产物的成分,提高裂解产物的质量。电磁感应加热裂解设备具有广阔的应用前景。为高效的连续热裂解装置的设计提供参考。     

KOH-NaOH复合熔融碱热裂解水稻秸秆制取富氢气体

采用水稻秸秆为生物质原料,以氮气为保护气,以熔融碱为介质,在自行设计的热裂解反应器内进行快速热裂解制备富氢气体。考察了熔融NaOH、熔融KOH和不同比例的NaOH-KOH复合熔盐对水稻秸秆热裂解的产物分布、气体产物产率和组成含量的影响。结果表明：相比之下,熔融KOH更有利于提高水稻秸秆热裂解气体产物中氢气含量。在1.013×10⁵ Pa、450 ℃和100 L/h的反应条件下,熔融KOH裂解水稻秸秆获得的气体产物中φ(H2)达到87.4%,每1 g生物质H₂的产率达到0.7 L。     

流化床生物质快速裂解制液体燃料

在流化床反应器内进行生物质快速裂解制液体燃料的研究。实验装置包括加热、反应、分离和控制等部分。设计生物质最大处理量为1kg／h。测定了常温时加入填料对流态化质量的影响。反应在常压和450℃-530℃内进行，以木屑为生物质原料，以氮气为流化气体，石英砂为加热介质。在适当的裂解条件下液体产率可达53％，气体和焦产率为16％左右。研究了反应温度，流化气体流量等对气液固产率及产物气相组成的影响。     

催化裂解制低碳烯烃技术研究进展

对以石油路线生产低碳烯烃的催化裂解工艺进行了综述。催化裂解结合了传统蒸汽裂解和流化催化裂化的优势,表现出良好的原料适应性和较高的低碳烯烃产率,针对不同的石油裂解原料已经开展了相应工艺技术的研究。本文总结了目前催化裂解制低碳烯烃技术的研究进展,指出ZSM-5分子筛催化剂、热力学平衡限制和动力学反应条件是催化裂解反应过程中的重要影响因素和研究内容。催化剂研究仍是催化裂解工艺开发的重点,而热力学和动力学是研究反应规律的有效方法,这是今后实现石油烃类定向转化的研究方向。     

生物质制备生物油裂解反应器研究进展

生物质热裂解是生物质在隔绝空气的条件下,快速加热裂解,裂解蒸汽经快速冷却制得棕褐色液体产物。将生物质热解生成生物油,不仅便于运输和储存,而且还可以作为生产化工产品的原料。主要介绍了国内外生物质纤维素裂解制备生物油工艺、裂解反应器的特点等。就我国目前的技术,建议开发高效裂解工艺、新型高效反应器、研究反应机理以及开发高效催化剂等,从而降低生物质裂解油成本。     

烃类裂解微反装置

七十年代,人们开始把热解色谱技术应用于以生产烯烃为目的的石油烃热解研究。由于它比传统的实验室管式炉要简便、经济,可以在耗样极少的情况下,用很短的时间得到很多重要数据。因此,它已成为进行工业裂解炉原料评价、筛选以及石油烃热解的基础研究工作的一种简易实验手段。Gramer设计了载气串联脉冲微型裂解装置用于研究烃类及混合物的裂解。Nand利用载气串联微型裂解装置研究了液化石油气(乙烷、丙烷、正丁烷混合物)的裂解,测定了反应产物分布,并计算了动力学参数。Greco提出脉冲微型裂解装置与工业炉之间在产物分布上存在线性关系。因此,通过脉冲微型裂解装置可以评价不同原料在工业条件下的裂解行     

废旧轮胎热裂解技术的研究进展

介绍了近期废旧轮胎热裂解技术的研究进展。综述了热解温度、载气气氛、挥发分停留时间、压力等工艺因素和轮胎成分、粒径等原材料因素对废旧轮胎热裂解产物的影响规律,并展望了废旧轮胎热裂解技术的前景。     

大庆重石脑油热裂解反应规律的研究

采用自建的小型裂解实验装置对大庆重石脑油进行了热裂解实验。考察了反应温度、停留时间和汽烃比对裂解产物分布的影响规律。结果表明,各操作条件对大庆重石脑油裂解产物分布有不同程度影响,反应温度影响最大,随反应温度的升高,乙烯产率单调增加,丙烯、丁二烯和三烯产率分别在不同的裂解深度出现最大值;停留时间和汽烃比的影响相对较小,随着停留时间的增大,三烯收率略有下降,焦油的产率显著上升;增大汽烃比,三烯收率的略有上升,焦油产率下降。在实验装置的优化条件范围内,总三烯产率最优值51%,其中乙烯产率最优值31%。     

皂脚酸化油的热裂解过程与产物分析

拟通过快速热裂解的工艺,得到燃料性能较优的气体和液体产物,从而提高废弃油脂的利用价值。本实验以皂脚酸化油为原料,对其热裂解过程进行研究,并对裂解产物进行分析。液体产物性能分别为：酸值78mg/g,黏度2.5mm2/s,密度0.83g/cm3,热值为41.9kJ/g。采用气质联用仪分析液体产物,表明热解产物中含有烷烃、烯烃、芳香烃、酮以及酸等组分,碳链长度主要分布在C10～C18。用气相色谱分析气体产物,表明气体主要为可燃气体,其中CO、H2、CH4、C2H6这4种气体含量就达到70%。实验结果表明,快速热裂解反应显著提高了皂脚酸化油的燃料性能：羧酸含量显著降低,燃烧热值增大,为皂脚的进一步深加工利用提供理论依据。     

甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃对比

介绍了甲醇制烯烃技术的反应机理和主要的技术问题,并将甲醇制烯烃技术与传统的石油烃裂解制烯烃技术在分离工艺和对环境的影响方面进行了对比。通过对比,表明甲醇制烯烃工艺在能耗、环保等方面与石油路线相比具有一定的竞争力。     

乙烯裂解原料等效分子组成的预测方法

石油烃的组成分析是建立石油烃热裂解的自由基机理反应模型的前提。本文将作为乙烯裂解原料的石油烃组成分子的结构特征以及石油烃的常规物性数据,如平均分子量、氢碳比、PIONA值、模拟蒸馏馏程等,与信息熵理论相结合,建立了预测其等效分子组成的方法。以预测石脑油、加氢尾油的等效分子组成为例,所产生的等效分子组成的常规物性计算值与实验值吻合较好,验证了该方法的有效性。     

微波热裂解木屑的基础研究

利用微波热裂解的方法将木屑转化为生物能源,是一种非常有前景的处理和利用废弃生物质转化为能源的工艺,考察了多模谐振腔和单模谐振腔对热裂解的影响,并研究了含水率和加热速率在微波加热下对木屑热裂解的影响,讨论了微波加热与传统加热下生物质热解机理。研究发现单模谐振腔比多模谐振腔更有助于生物质的快速热解。孔隙中的水分是微波热解生物质的主要因素,可以提高加热速率。生物质热解在微波加热与传统加热下的最大差别在于前者是由里及外的加热,可以减少二次反应的发生,提高生物油的收率和质量,固体产物炭的性质也得到了改善。热解油主要是由脂肪族含氧化合物和芳香烃类物质的复杂混合物,热解气体产物主要为CO、CO₂、甲烷和乙烷。     

日本丸善石油化学公司的热裂解法生产乙烯和丙烯同时付产C_(20)以下直链烯烃-1

新技术如图所示,石油烃原料(例如石脑油)从1进入高温热裂解装置2(蓄热炉、管式炉、热载体炉,部分燃烧炉或等离子体炉),裂解所得气体直接进入装有粒状热载体的流动床式急冷器4,裂解气经急冷却后由6送往分离系统。另一方面冷却管群5由3引入含高级正石腊烃的通常的石腊以及碳数在20以     

大庆常压渣油催化裂解反应规律研究

采用小型固定流化床实验装置,以大庆常压渣油为原料,针对Ca-Al裂解催化剂,详细分析了催化裂解气体产品和液体产品的组成,考察了反应温度、剂油比、水油比和停留时间对裂解产物分布的影响。发现各操作条件对大庆常渣催化裂解产物分布具有不同程度的影响,其中反应温度的影响最大;随反应温度的升高,乙烯产率单调增加,而丙烯、丁烯和总低碳烯烃产率均存在一个最大值。在优化的操作条件下,乙烯质量产率可达25%,总低碳烯烃质量产率超过50%。     

催化裂解技术及其催化剂的研究进展

以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是重要的基本有机化工原料,世界上对其需求和生产量都远高于其他化工产品。随着世界原油重质化的加深,以重质油为原料直接制取低碳烯烃的技术将更具优势,但存在如何解决催化剂的中毒、生焦、连续再生以及进一步增强工艺装置的安全可靠性等问题。本文介绍了催化裂解制取低碳烯烃的反应机理、国内外催化裂解技术及其催化剂的研究进展等方面的情况。与传统方法相比,无论是从原料适应性、低碳烯烃收率,还是从能耗、操作和产品分布的灵活性上看,催化裂解经济和社会效益均非常显著,具有广阔应用前景。最后指出面对问题今后应加强技术创新,注重对现有工艺、催化剂、工程与生产技术的改进及现有装置的改造,尤其需强化对核心技术催化裂解催化剂的开发。     

烯烃催化裂解技术研究进展

随着我国炼化一体化和煤制烯烃产能的快速扩大,石化行业C4/C5烯烃的资源总量越来越大,但高效利用的途径较少。目前,全球对丙烯的需求不断增长,利用烯烃催化裂解技术将C4/C5烯烃转化为高附加值的丙烯、乙烯成为一种极具应用前景的工艺路线。从烯烃裂解催化剂、国内外烯烃裂解工艺等角度详细介绍了现阶段烯烃催化裂解技术的研究进展,研究结果显示催化剂是烯烃催化裂解技术的关键,不同工艺技术路线也具有各自的特点。并对烯烃催化裂解技术的发展进行了展望,其中高选择性催化剂和大型化技术的开发是未来需要深入开展的工作。     

高抗冲聚苯乙烯热裂解的研究

高抗冲聚苯乙烯大量使用,废弃物容易造成白色污染。采用热裂解的方式回收单体具有良好的社会价值和经济效益。研究了HI825、HI1662D、HI1662G、HI2757和2717等5种高抗冲聚苯乙烯的热裂解,对上述几种聚苯乙烯热裂解产物进行了色谱分析,并与废聚苯乙烯回收料热裂解产物作了比较。在热裂解温度375～450℃下,考察了温度对各种型号聚苯乙烯热裂解液体产率以及液相产物组成的影响,得出在450℃下液体产率较高,但苯乙烯选择性在425℃邻近较高。废聚苯乙烯热裂解液相产物主要为苯乙烯(占70%～80%)。高冲聚苯乙烯热裂解液相产物中苯乙烯较少(占40%～70%),相应甲苯和乙苯含量较高,分别占10%～20%和10%～25%。