FCC汽油催化裂解反应的实验考察

采用微反-色谱联合的方法,考察了反应温度、反应时间及催化剂活性对哈尔滨炼油厂流化催化裂化汽油催化裂解的产品分布、低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)产率和产品汽油族组成的影响。结果表明,在反应温度590℃、剂油比170、反应时间0.24s的实验条件下,FCC汽油经催化改质后,烯烃含量大幅度下降,可由改质前的41.6%降到改质后的13.4%,满足汽油新标准的要求,而异构烷烃和芳烃含量有较大幅度增加,分别由改质前的33.3%、13.3%增到40.4%、35.7%,使汽油在降低烯烃含量的同时,辛烷值不会降低,并且还会增加低碳烯烃的产率。此外,提高反应温度、延长反应时间、提高催化剂活性均有利于降低改质汽油的烯烃含量,增产低碳烯烃。     

Investigation of the Operating Conditions on Decreasing FCC Gasoline Olefin Content by GOR-Q Catalyst

Abstract

Based on a fixed-fluid-bed reactor and a GOR-Q catalyst, the influence of process parameters on decreasing gasoline olefin content was studied. The results show that the catalyst had an obvious effect on the decreasing gasoline olefins. A higher catalyst-to-oil ratio, lower weighted hourly space velocity, and lower reactor temperature give rise to lower gasoline olefin content. The reduction of fluid catalytic cracking (FCC) gasoline olefin content is achieved by decreasing olefins of low carbon number. Reaction temperature under 520°C and catalyst-to-oil ratio = 7.0 for a GOR-Q catalyst are advantageous for decreasing olefin content of FCC gasoline.     

催化裂化汽油的下行床催化转化

以循环下行床为反应器,催化裂化汽油为原料,在工业催化裂化(FCC)催化剂和催化裂解(DCC)催化剂作用下,研究了催化裂化汽油的催化转化过程。实验结果表明,在下行床反应器中,催化裂化汽油中的烯烃能显著降低,主要转化为低碳烯烃产品,同时得到富含芳烃的液体产品,副产干气和焦炭量很低。催化裂化汽油在FCC催化剂和DCC催化剂上表现出不同的反应机理。FCC催化剂孔道大,可以发生双分子裂化反应和单分子裂化反应,而DCC催化剂孔道小,以单分子裂化反应机理为主,同时DCC催化剂低碳烯烃选择性更高。     

相转移催化剂催化降低FCC汽油烯烃含量的研究

 将磷钨杂多酸季铵盐相转移催化剂/双氧水(Q₃[PO₄(WO₃)₄]/H₂O₂)体系应用于FCC汽油的液-液高效催化氧化降烯烃. 结果表明, 在H₂O₂用量2.5ml、剂/油质量比1:40、pH值3.33、反应温度60℃、反应时间1h的条件下, FCC汽油烯烃体积分数下降了23.56%, 而汽油辛烷值基本保持不变. 处理后的FCC汽油完全符合我国清洁汽油规定的烯烃体积分数低于35%的新标准. 对FCC汽油加入催化剂前后烯烃含量分布的分析结果表明, FCC汽油在该催化体系中烯烃含量的下降主要集中在C₅、C₆、C₇等低碳烯烃上. 另外,还对该催化氧化体系脱除FCC汽油中的硫含量进行了初步探讨.     

原料族组成对汽油馏分催化裂解反应性能的影响

利用多产低碳烯烃催化剂NHC-516,在小型固定流化床实验装置上对催化裂化汽油、焦化汽油和直馏汽油的催化裂解性能进行了实验研究,考察了不同原料族组成对催化裂解产物分布、低碳烯烃收率以及催化裂解液相产物族组成的影响.结果表明:乙烯的收率随着反应温度的升高呈抛物线增长;催化汽油和焦化汽油的丙烯收率远高于直馏汽油的丙烯收率;烯烃与链烷烃有协同作用,烯烃能够加速链烷烃的反应速率,这是焦化汽油干气收率高的主要原因;在有烯烃存在时,芳烃会生成大量的焦炭;烯烃和链烷烃是生成低碳烯烃的主要来源,是催化裂解的理想组分.     

FCC汽油提升管内降烯烃改质工艺条件的研究

利用催化裂化过程本身降低汽油烯烃含量成为近年来新型催化剂和新型工艺技术开发的主要方向，在连续小型提升管装置上，考察FCC汽油降烯烃效果与反应条件的关系。结果表明，采用普通催化裂化催化剂，当汽油烯烃降低15个百分点以上时，轻质油收率超过91％。低温、高剂油比、长反应时间和较低的再生催化剂炭含量有利于汽油烯烃的降低，汽油中C，以上烯烃降烯烃比较容易，C6烯烃有一部分发生反应，而C5烯烃基本不反应。     

MIP-CGP工艺专用催化剂CGP-1的开发与应用

阐述了生产汽油组分满足欧Ⅲ排放标准并多产丙烯的催化裂化工艺（简称MIP-CGP）专用催化剂（简称CGP-1）的研究开发与工业应用结果。CGP-1催化剂的基质具有良好的容炭性能，使活性组元受到良好保护，其优势作用在第二反应区得以充分发挥，具有更高的氢转移活性和强的汽油小分子烯烃裂化活性。中国石化九江分公司和镇海炼化公司的MIP-CGP工业试验标定结果表明，与常规FCC相比，采用CGP-1催化剂的MIP-CGP技术在生产烯烃体积分数小于18％的汽油组分的同时，丙烯产率达到8％以上。此外，汽油诱导期大幅提高，抗爆指数增加；总液体收率有所提高，干气产率下降，焦炭选择性良好。     

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。     

催化裂化轻汽油醚化新工艺研究

研究了催化裂化轻汽油预处理及深度醚化工艺。结果表明，经过预处理，碱性氮脱除率可达80％以上，二烯烃脱除率达90％以上，叔碳烯烃收率接近100％。原料经预处理后，醚化催化剂寿命大大延长。经过深度醚化，叔碳烯烃总转化率达70％以上，催化裂化全馏程汽油的研究法辛烷值提高2．1个单位，蒸气压下降10．8kPa，烯烃含量减少9．36个百分点，含氧量达2．0％。     

催化裂化柴油回炼生产低烯烃高辛烷值汽油

在中国石油宁夏石化公司260万t/a重油催化裂化装置中,以常压渣油与回炼催化裂化柴油为原料,采用MLC-500 NH型高活性降烯烃催化剂,生产出低烯烃高辛烷值汽油。结果表明:催化裂化柴油回炼后,产物中轻柴油和液化气收率分别降低了2.04,0.15个百分点,汽油、干气收率和转化率依次提高了1.32,0.11,1.29个百分点;汽油烯烃体积分数降低,芳烃体积分数增加,研究法辛烷值提高了0.3个单位;催化剂单耗由回炼前的1.00 kg/t降至回炼后的0.94 kg/t。     

重油催化裂化催化剂LDO-70的工业应用试验

在中国石油辽河石化公司催化裂化装置上进行降低催化裂化汽油烯烃含量的重油裂化催化剂LDO-70的工业应用试验。结果表明,LDO-70催化剂具有较强的降烯烃能力,催化裂化汽油烯烃含量可以降低5百分点,辛烷值则损失0.6个单位,较好地解决了降烯烃与保持辛烷值之间的矛盾;与装置原用催化剂相比较,在主要操作条件大致相同的情况下,汽油产率增加1.63百分点,油浆收率降低0.99百分点,焦炭产率减少0.50百分点,轻油收率提高1.02百分点,产品分布得到有效改善。     

流化催化裂化汽油含硫化合物生成规律的考察

在小型固定流化床装置上采用流化催化裂化(FCC)催化剂、以FCC汽油轻馏分和H2S标准气为原料,考察了催化剂类型、原料组成和反应条件(反应温度、催化剂与原料油的质量比(剂油比)和重时空速)对硫化物生成的影响。实验结果表明,FCC汽油中的烯烃与H2S反应主要生成噻吩类硫化物和部分硫醇;在REUSY分子筛催化剂(催化剂A)上的硫化物收率比在ZRP型择形分子筛催化剂(催化剂B)上的高;且硫化物收率随H2S和烯烃含量的增加呈线性增长。受反应温度对烯烃转化程度的影响,较高的反应温度有利于抑制烯烃与H2S反应。因为反应机理及催化剂性质对噻吩类硫化物和硫醇的生成影响不同,两者收率随剂油比和重时空速的变化趋势不同,但变化幅度均不大,因而总硫化物收率随重时空速和剂油比的变化幅度也不大。     

FCC操作条件对汽油族组成及辛烷值的影响

通过对一种工业FCC催化剂在固定流化床上的评价 ,揭示了反应温度、剂油比和空速对汽油族组成及辛烷值影响的一些规律。研究发现 :随着反应温度的上升汽油中的总烷烃和异构烷烃含量下降 ,烯烃和芳烃含量上升 ;随着剂油比的增加 ,汽油中的总烷烃、异构烷烃和芳烃含量上升 ,烯烃含量下降 ;环烷烃、总烷烃、烯烃和芳烃的含量随着空速的变化出现相互交叉的现象 ;而汽油的辛烷值 (RON和MON)仅是转化率的函数 ,与达到同一转化率的操作条件无关     

催化裂化汽油降烯烃技术的研究进展

随着环保意识的加强,国家标准对汽油中的烯烃含量限制越来越严格。本文介绍了降低催化裂化汽油烯烃的反应原理,同时从优化FCC原料及工艺条件、降烯烃催化剂、FCC技术、醚化技术等方面介绍了催化裂化汽油降烯烃技术的发展状况,指出降低FCC汽油烯烃含量需要发展一整套综合技术或措施。     

催化裂化装置采用两段提升管技术的改造及效果

为降低催化裂化汽油烯烃含量和提高轻质油收率，对0.8 Mt/a重油催化裂化装置进行了采用两段提升管反应器催化裂化技术的改造。改造中除反应沉降器和提升管反应器改动较大外，其余设备改动很小。改造后装置采用了汽油回炼方式。改造后装置的标定结果表明，两段提升管反应器与LBO-16L降烯烃催化剂配合，在保证汽油烯烃体积分数小于35%的前提下，产品分布较好，轻质油收率和柴汽比较高。但是在汽油回炼量较大（20t/h）的情况下，汽油烯烃含量才达到要求。     

EFFECT OF ZSM-5 ADDITION ON PRODUCT DISTRIBUTION IN A HIGH SEVERITY FCC MODE

The high-severity fluid catalytic cracking (HS-FCC) process is a novel FCC process that enhances light olefins yield under high severity reaction conditions. The process has been investigated by using a small-scale FCC pilot plant (0.1 BPD) with a down-flow reactor. High severity reaction conditions are preferable for enhancing the production of light olefins by catalytic cracking of heavy oils. As another option for the light olefin production, adoption of ZSM-5 additive in conventional FCC units is well known. This presentation describes the effect of ZSM-5 additive on the catalytic cracking of vacuum gas oil under high severity reaction conditions, particularly focusing on the synergistic effect with the base catalyst. Three kinds of FCC catalysts with different activity were used as base catalysts. Although the employment of a ZSM-5 additive resulted in significant increase in the light olefins yield at the expense of gasoline in each catalyst system tested, the effectiveness was varied depending on the nature of the base catalysts. By choosing a suitable base cracking catalyst, more than 20 wt% of propylene yield was obtained at a one-pass conversion of fresh feed.     

EFFECT OF ZSM-5 ADDITION ON PRODUCT DISTRIBUTION IN A HIGH SEVERITY FCC MODE

The high-severity fluid catalytic cracking (HS-FCC) process is a novel FCC process that enhances light olefins yield under high severity reaction conditions. The process has been investigated by using a small-scale FCC pilot plant (0.1 BPD) with a down-flow reactor. High severity reaction conditions are preferable for enhancing the production of light olefins by catalytic cracking of heavy oils. As another option for the light olefin production, adoption of ZSM-5 additive in conventional FCC units is well known. This presentation describes the effect of ZSM-5 additive on the catalytic cracking of vacuum gas oil under high severity reaction conditions, particularly focusing on the synergistic effect with the base catalyst. Three kinds of FCC catalysts with different activity were used as base catalysts. Although the employment of a ZSM-5 additive resulted in significant increase in the light olefins yield at the expense of gasoline in each catalyst system tested, the effectiveness was varied depending on the nature of the base catalysts. By choosing a suitable base cracking catalyst, more than 20 wt% of propylene yield was obtained at a one-pass conversion of fresh feed.     

A New Downstream Process Design for a Fluid Catalytic Cracking Unit to Raise Propylene Yield and Decrease Gasoline Olefin Content

Abstract

Based on the paraffins, olefins, naphthenes, aromatics (PONA) composition of crude light gasoline, crude heavy gasoline, stabilized gasoline, and wet gas of a pilot plant fluid catalytic cracking (FCC) unit, it was found that the root cause of high gasoline olefin content and low propylene yield was low C₅ and C₆ olefin content of crude light gasoline. A new design for the main fractionater and absorber–stripper–stabilizer was presented to obtain stabilized light gasoline that contains more C₅ and C₆ olefins recracked in the secondary riser. Industrial studies on the revamped unit showed that gasoline olefin content was decreased markedly, though research octane number (RON) was preserved. In addition, propylene yield was raised to a higher level and unit energy consumption (or operating cost) was not increased.     

降低汽油烯烃含量裂化催化剂LBO-12的研制与开发

探讨了催化裂化过程降低汽油烯烃的反应原理，研究了催化剂各组分对裂化汽油性质影响的规律性，围绕提高氢转移活性，提出制备降烯烃裂化催化剂的技术路线，并研制开发了新型LBO-12降烯烃催化剂，固定流化床反应器对中试样品的评价和工业应用结果表明，该催化剂在不损失汽油辛烷值的前提下，降低催化裂化汽油烯烃能力较强，并具有较高的水热活性稳定性和良好的抗重金属污染特性。     

催化裂化汽油催化改质降烯烃反应规律的试验研究

利用催化裂化催化剂在小型提升管催化裂化装置上对催化裂化汽油催化改质降烯烃过程的反应规律进行了试验研究，详细考察了反应温度、剂油比、反应时间、催化剂活性以及催化剂类型对催化裂化汽油改质降烯烃过程的影响。试验结果表明，随着反应温度、剂油比、反应时间以及催化剂活性的增加，改质汽油烯烃含量降低的幅度增加。催化裂化汽油改质后，烯烃含量大幅下降，异构烷烃和芳烃含量有较大幅度的增加，烯烃含量可以降低到汽油新标准的要求，辛烷值基本维持不变，并且汽油收率高，液体收率维持在98．5％以上，(干气 焦炭)产率损失小。