在脉冲微反装置上轻柴油裂解结焦过程的研究——Ⅰ.装置性能考核及表面效应考察

本文报道了作者开发的一套用于研究烃类裂解结焦过程以及探索结焦抑制剂的脉冲微型反应装置。该装置的特点是设备简单、操作参数变更容易、原料用量少、操作周期短,特别适用于大范围探索结焦抑制剂。在这套装置上研究了三种不同表面处理方法的表面效应和对轻柴油裂解结焦过程及产物分布的影响。通过表面效应的研究为工业裂解装置提供了抑制内表面结焦的对策。     

乙烷裂解结焦抑制剂性能的预测与评价

在脉冲微型裂解装置上模拟了工业乙烷裂解炉的产物分布和结焦行为，预测和评价了二甲基二硫及二硫化碳两种结焦抑制剂的性能。给出了预测ＳＲＴ－１型工业乙烷裂解炉操作周期的数学模型。工业运转结果表明，在脉冲微型裂解装置上的评价结果是可靠的。     

吸热型碳氢燃料的结焦研究Ⅰ.含磷结焦抑制剂

建立了一套连续进样反应色谱系统进行吸热型碳氢燃料NNJ-150裂解结焦性质的研究，考察了P-2含磷结焦抑制剂添加前后燃料裂解结焦速率的变化。结果表明，P-2含磷结焦抑制剂可以明显降低燃料裂解时的结焦速率。同时，采用气相色谱和色质联用分析仪研究了添加了P-2后燃料裂解产物分布，试验结果表明，添加抑制剂P-2基本不改变燃料裂解气态产物分布。利用扫描电镜以及元素分析手段对焦形态结构和元素组成的研究结果显示，P-2还可以有效改善焦的形态结构以及焦的氢碳元素组成，对顺利进行清焦工作有较大帮助。     

乙烯原料的裂解性能和结焦规律的研究

自制的微反色谱装置具有设备简单，反应时间短，操作方便，参数变更容易，用样量少等特点，可用于研究乙烯原料的裂解及结焦性能。通过对国内５个乙烯厂用的原料的裂解试验，所得到的气相产物和结焦量与中型模拟裂解装置的试验结果基本相符，表明此装置可为快速筛选乙烯原料提供参数，也可用于各类烃族的裂解特性和结焦机理。     

烃类裂解结焦实验装置及其性能考察

作者设计安装了一套研究烃类裂解的结焦实验装置,并考察了此装置的稳定性及可靠性,同时,研究了表面处理方法对结焦重复性的影响,获得了满意的结果。这套装置适用于裂解结焦动力学研究,也可用于结焦抑制剂的探索及开发.     

乙烯原料的裂解性能和结焦规律的研究 Ⅰ.微反色谱装置中乙烯原料的裂解试验

自制的微反色谱装置具有设备简单、反应时间短、操作方便、参数变更容易、用样量少等特点，可用于研究乙烯原料的裂解及结焦性能。通过对国内５个乙烯厂用的原料的裂解试验，所得到的气相产物和结焦量与中型模拟裂解装置的试验结果基本相符，表明此装置可为快速筛选乙烯原料提供参数，也可用于研究各类烃族的裂解特性和结焦机理。     

石脑油蒸汽裂解温度对结焦前驱体分布的影响

采用工业乙烯装置用典型石脑油,考察了石脑油蒸汽裂解过程中裂解温度对裂解产物中结焦前驱体分布的影响,并研究了结焦量的变化情况。结果表明:随着裂解温度升高,二次反应增多,无论是气相还是液相产物中结焦前驱体收率均呈快速增长趋势,与之相应结焦量亦增加;裂解温度为870℃,裂解气相产物中主要的结焦前驱体乙炔和丙炔的收率为0.95%,丁烯收率为7.69%;裂解温度从700℃升高至930℃时,裂解液相产物中的苯收率从2.334 2%增至24.807 1%,苯乙烯收率在930℃时达到9.643 7%。     

轻柴油裂解结焦反应模型研究

本文研究了轻柴油馏分水蒸气裂解结焦反应动力学,实验条件为:温度1063～1208(K)、停留时间0.02～1.2(s)、稀释比(水/油)0.2(m/m)。考察了轻柴油的裂解及结焦的性能,建立了轻柴油水蒸气裂解的数学模型和结焦过程的数学模型,确定出结焦前兆体为乙烯和芳烃。实验表明轻柴油裂解结焦过程属反应动力学控制过程。本文建立的数学模型可用于工业炉轻柴油裂解的产物分布预测及焦炭分布的预测。     

结焦抑制剂存在下轻柴油裂解反应的产物分布与动力学模型

采用连续管式反应器及动态测焦方式研究了结抑制剂存在下轻柴油裂解反应的动力学。在裂解温度为１１００－１１９３Ｋ、停留时间为０．０１－０．０５ｓ、水轻柴油为１．８８９的条件下，考察了该剂存在下轻柴油裂解反应的产物分布。结果表明，它在体系中主要改变了自由基链反应的链传递及链终止速率，使裂解反应产物分布发生变化，从而抑制了二次反应。考察结焦抑制剂的影响和一次反应和自阻作用，结合平行反应、连串反应等构成的轻     

乙烯裂解炉结焦抑制技术的进展

阐述了近年来国内外乙烯裂解过程中结焦抑制技术的研究及工业应用进展,介绍了最新结焦抑制剂和新型炉管的应用,对国内乙烯装置开发结焦抑制技术具有借鉴作用.     

二氧化硅抗结焦涂层的制备及性能研究

在裂解小试装置中,采用化学气相沉积法在裂解炉管的内壁沉积了二氧化硅抗结焦涂层,通过EDS和SEM等方法研究了二氧化硅涂层在裂解管内的分布规律,通过裂解结焦评价实验考察了二氧化硅涂层的抑制结焦性能。表征结果显示,在裂解炉管中间区域可以得到较好的二氧化硅涂层,但在裂解炉管的入口和出口处二氧化硅沉积较少,涂覆效果较差。实验结果表明,所制备的二氧化硅涂层在850℃的裂解温度下具有很好的抑制结焦效果,但经1 000℃蒸汽高温热冲击2 h后,抑制结焦效果急剧下降;所制备的二氧化硅涂层对裂解产物中乙烯、丙烯和丁二烯的收率影响不明显。     

抑制乙烯装置裂解炉炉管结焦的措施

介绍了烃类在裂解炉中裂解的结焦机理及影响结焦的因素,综述了近年来国内外乙烯裂解过程中抑制裂解炉管结焦的措施。以结焦机理为依据,缓解和抑制炉管结焦的措施和技术主要有乙烯原料及工艺条件优化、向乙烯原料或稀释蒸汽中添加结焦抑制剂、炉管表面预处理、新材料炉管和炉管强化传热等技术。在裂解系统中添加结焦抑制剂的方法不受高温限制,也不改变现有工艺,容易在工业装置上实施,是较为有效的方法之一;对炉管表面进行涂覆处理的技术在国外研究较多,该技术不需要专门维护,处理后炉管寿命长,随着能承受1 100 ℃以上温度涂层技术的推出,该技术越来越具有竞争力。     

乙烯炉管结焦抑制剂的实验室研究

分析了乙烯炉管结焦抑制剂的作用机理，根据结焦机理分别制备了结焦抑制剂的单剂，并在评价装置上考察了单剂的阻焦效果。将性能优良的单荆再进行复配，评价、筛选出的1号结焦抑制剂，在加剂量为200ug／g时，阻焦率达到90％以上。     

北京斯伯乐科技发展有限公司开发的新型环保型结焦抑制剂工业应用成功

正轻烃气相裂解过程中,生产乙烯、丙烯、丁二烯等产物的同时,也伴随着二次反应和结焦并最终生成炭的过程。由于焦层逐渐变厚,管内流动阻力和结焦过程恶化,以致压降增大,辐射炉管表面温度上升迫使裂解炉停止进料,装置必须进行周期性清焦。裂解炉结焦频繁会减少产品的收率,增加装置能耗并缩短炉管使用寿命。这已成为乙烯装置裂解炉的一大难题,加注结焦抑制剂是最有效的解决办法。     

乙烯裂解炉的结焦及其抑制技术

介绍了乙烯裂解炉的结焦机理(金属催化结焦、自由基结焦和焦油聚合结焦)、影响结焦的主要因素(原料性质和裂解深度、稀释蒸汽、停留时间和裂解温度)和抑制炉管结焦的主要技术(裂解原料的优质化、炉管表面处理和添加抑制剂),着重综述了近几年国内外炉管表面处理技术的研制情况和添加抑制剂技术的进展及其工业应用情况,提出炉管表面处理技术的工业应用有待发展和突破,结焦抑制剂的发展方向是复合的多功能抑制剂。     

微型裂解方法研究金属表面的结焦和结焦抑制

提出一种用微型裂解炉与气相色谱仪并联的高灵敏试验系统，采用脉冲进料，裂解后的微量焦炭用Ｏ２脉冲燃烧转化成ＣＯ２，并由热导检测器检测，碳的最小检测量为３．５×１０－８ｇ。其结果可有效反映裂解原料在金属表面上最初的结焦行为。考察在脉冲条件下不同金属表面（铁、镍、铜、镍－铬合金和不锈钢）对裂解原料催化生焦的相对活性；金属表面氧化后的催化生焦活性；沿炉管轴向金属表面催化生焦的分布；硫化物对裂解原料在金属表面结焦的抑制作用等     

石脑油蒸汽热裂解过程中的结焦速率研究

在实验室蒸汽热裂解装置(BSPA)上,考察了石脑油进料质量流速、裂解温度、烃分压和运行时间等反应条件对石脑油热裂解过程中裂解炉管结焦速率的影响。结果表明,在石脑油进料速率为90 g/h,水油质量比为0.6,炉管进口压力为0.05 MPa的条件下运行6 h,随着裂解温度的升高,裂解炉管结焦速率逐渐增大;当裂解温度为850℃时,结焦速率与烃分压呈线性关系;随着裂解炉运行时间的延长,结焦速率下降。     

乙烯裂解结焦机理及结焦抑制剂

概括地描述了乙烯裂解结焦的３种机理，并对乙烯裂解结焦抑制剂及其应用情况做了介绍。     

轻柴油裂解结焦动力学的研究

在连续流动管式反应器中对轻柴油的裂解结焦过程进行了研究。采用动态测定结焦量的方法，考察了裂缝温度，停留时间，稀释比等因素对轻柴油结焦过程的影响，建立了轻柴油结焦的动力学模型，模型计算值与实验值吻合良好。     

预处理法抑制蒸汽裂解结焦的研究

介绍了采用对裂解反应器预处理的方法抑制石脑油蒸汽裂解结焦的实验室研究结果。在不对裂解反应器进行预处理的情况下 ,随着结焦 -烧焦周期数的增加 ,在相同裂解条件下测得的结焦量逐渐增加。在适当的条件下 ,使用CL - 0 1和CL - 0 2两种预处理剂对裂解反应器进行预处理 ,不仅可以使测得的结焦量的重复性提高而且可以使结焦量减少 2 0 %～ 70 %。裂解产物的分析结果表明 ,预处理不会对分布产生影响。焦样的EDAX和SEM分析结果显示 ,预处理可以钝化裂解反应器的表面 ,阻止金属的迁移 ,从而有效抑制催化结焦。