直馏柴油催化裂解和热裂解反应行为研究

以直馏柴油为原料,反应温度为520～680℃,在小型固定流化床上分别采用酸性催化剂和石英砂,考察催化裂解和热裂解的反应行为。与热裂解相比,直馏柴油催化裂解提高了其转化率,降低了干气产率,提高了液化气产率;乙烯产率降低1.67～3.78百分点,丙烯产率提高5.23～9.12百分点,丁烯产率提高3.32～7.94百分点,轻芳烃(BTX)产率接近。直馏柴油催化裂解和热裂解干气中的甲烷和乙烯含量随反应温度变化的趋势相同,但是催化裂解干气中氢气体积分数高于乙烷,而热裂解干气中乙烷体积分数高于氢气;反应温度高于600℃时,催化裂解干气中C₂H₄/CH₄摩尔比小于热裂解干气的最优分布值0.82。两种裂解汽油烃类组成中正构烷烃、异构烷烃、烯烃和芳烃含量变化趋势相同,而环烷烃含量变化趋势相反;催化裂解汽油中环烷烃含量随反应温度升高而降低,而热裂解汽油中环烷烃含量随反应温度升高而增加。     

轻烃回炼方式对重油催化裂解多产乙烯丙烯的影响

以大庆常压渣油、C4和轻汽油为原料,在小型提升管装置上考察了轻烃回炼方式对大庆常压渣油催化裂解多产乙烯丙烯性能的影响。结果表明,在反应温度580℃、剂油比15、反应时间2.2 s的条件下,重油单独进行催化裂解,乙烯与丙烯产率之和达35%;轻烃直接回炼和轻重原料扩径组合进料均可多产乙烯丙烯产率,二者乙烯、丙烯产率之和均达到40%以上;轻重原料扩径组合进料有更为理想的产物分布。     

丁烯裂解制取丙烯和乙烯的热力学因素分析及反应性能研究

用吉布斯自由能最小原理法对C2～C5烯烃构成的热力学网络进行了平衡状态的计算，并与1-丁烯及混合碳四烃在ZSM-5分子筛催化剂上的催化裂解实验结果进行了比较。结果表明：在ZSM-5分子筛催化剂上，不管进料是1-丁烯还是混合碳四烃，裂解产物中C2～C5烯烃收率随温度的变化趋势同热力学规律一致，即随温度升高乙烯产率不断升高，而丙烯的产率在630～650℃达到最大值。推荐实现最大化丙烯收率的温度范围为630-650℃。     

碳五烯烃裂解制取丙烯/乙烯热力学分析及反应性能的研究

采用最小吉布斯自由能法对C2~5烯烃构成的热力学网络进行平衡状态计算,并与ZSM-5催化剂上C5烃催化裂解过程的实验结果进行比较。研究结果表明,乙烯平衡收率随反应温度的升高而增大,尤其在温度高于500℃时增幅增大。压力为0.03 MPa时,在560~580℃内丙烯平衡收率达到最大值42.3%;压力为0.10 MPa时,在630~650℃内丙烯平衡收率达到最大值41.7%。0.03 MPa和0.10 MPa时,C4烯烃平衡组成均在400℃附近达到最大值,分别为43.0%和42.2%。ZSM-5催化剂上C5烃催化裂解产物中C2~5烯烃质量分数随温度的变化表现出与热力学一致的变化规律。C5烯烃裂解过程中热力学因素起主导作用,建议反应压力为0.03 MPa时反应温度选取450~620℃;反应压力为0.10 MPa时反应温度选取480~650℃。     

直馏石脑油催化裂解与热裂解反应行为研究

对比了直馏石脑油催化裂解与热裂解反应行为的异同。结果表明,在反应温度为600～700 ℃范围内,与热裂解反应相比,直馏石脑油催化裂解反应可以明显降低反应温度、提高裂解反应深度以及裂解气体产率,尤其是使乙烯产率提高2～3百分点,丙烯产率提高5～7百分点;热裂解与催化裂解干气中各组分的体积分数差异较大,主要归因于不同反应温度下,烃类裂解反应路径不同;与原料烃类组成相比,催化裂解与热裂解汽油组成变化趋势相同,其中环烷烃比链烷烃更易于参与化学反应,较高反应温度时,裂解汽油中芳烃含量增加幅度较大。     

催化裂化C4烃组合回炼催化裂解增产丙烯研究

 在实验室小型提升管装置上研究了C4烃催化裂解增产丙烯的可行性以及C4烃与不同重质原料油组合进料时对干气收率的抑制。结果表明，反应温度和反应时间对C4烃裂解的影响较大，适宜的高温、短反应时间有利于C4烃催化裂解生产丙烯，降低干气、焦炭收率，降低氢转移反应，提高丙烯收率及选择性。当反应温度为600 ℃、反应时间为0.3 s时，C4烃单独反应的丙烯收率达到18.25％，干气收率在5.76％左右；在反应温度为600 ℃时，C4与重质油组合进料的丙烯收率可达13.05％~17.41％，干气收率下降至3.81％~5.28％。     

碳四烯烃催化裂解制低碳烯烃反应性能的研究

以ZSM-5分子筛为催化剂,1-丁烯为碳四烯烃模型化合物,考察温度对烯烃催化裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响。结果表明,空速0.8h-1时,丙烯收率在580℃附近出现最大值,乙烯收率随温度升高而呈线性增加。同时,碳四烯烃催化裂解机理分析指出,丁烯裂解过程主要经历异构化、聚合、裂解的反应历程,并通过数据演算对机理网络进行了验证,取得了较好的一致性。     

不同组成C4的催化裂解反应规律

在小型固定流化床装置上考察了3种组成差异较大的C₄催化裂解反应性能，以及催化剂性质对C₄催化裂解反应的影响。实验结果表明，C₄中烯烃的含量越高，转化率、乙烯和丙烯产率越高；催化剂具有更高的活性、更大的比表面积和孔体积、更高的酸量及较低的金属含量有利于C₄烯烃的转化，并生成更多的乙烯和丙烯。在催化裂解过程中，只需考虑C₄烯烃的转化及其对乙烯和丙烯的贡献。C₄烯烃低聚生成的C₈碳正离子先裂解生成1分子丙烯和1分子戊基碳正离子，戊基碳正离子与C₄烯烃进一步发生低聚反应生成C₉碳正离子或不再发生反应，使得产物的丙烯/乙烯摩尔比大于2。对C₄进行预处理或开发其他反应与催化裂解耦合的新技术，能够有效提高C₄的利用率以及乙烯和丙烯的产率。     

碳四烃芳构化烷基化生产高辛烷值汽油组分联产蒸汽裂解料技术

研究纳米沸石分子筛SHY-DL催化剂上的芳构化反应性能,探索临氢条件、二烯烃含量、反应温度及空速等条件对芳构化反应的影响。在固定床反应器上以炼油厂碳四烃为原料,在反应温度360～450℃、压力2.0MPa、碳四烃液相进料体积空速0.9～1.2h-1的操作条件下,碳四烯烃转化率达99%,干气产率小于2.0%,C5+液相收率为43%～50%,液相产物的RON和MON值为98.8和87.9。在实验室蒸汽热裂解评价装置上,研究碳四烃芳构化副产LPG裂解制乙烯的性能。结果表明,在裂解温度910℃、水油质量比0.45的条件下,LPG裂解的乙烯收率为30.98%,丙烯收率为15.95%,属较好的裂解制乙烯原料。     

C4烃类裂解制烯烃技术开发

介绍中石化洛阳工程有限公司C4馏分催化裂解生产烯烃的工艺技术开发情况。在中型试验装置上对C4馏分催化裂解生产烯烃的工艺条件进行了考察,结果表明,在600～650℃的反应温度下,丁烷的转化率为33%～52%,丙烯+乙烯的选择性为25%～45%,甲烷的选择性为8%～19%;在570℃的反应温度下,丁烯的转化率及乙烯、丙烯的选择性均较高,丙烯+乙烯的单程收率达到48.38%;如果将未反应的烯烃及生成液体产物中的烯烃进行循环裂解,乙烯+丙烯的收率可高达69%;在600℃的反应温度下,丁烯裂解生成的汽油中,芳烃的质量分数为87.6%,三苯(苯、甲苯、二甲苯)的质量分数为67.59%。     

等温相继热解气相色谱法研究聚丙烯的热解

采用等温相继热解气相色谱法研究了聚丙烯的热解动力学,结果显示,聚丙烯的热解反应为动力学一级反应,Ｃ３～Ｃ４（气体部分）、Ｃ５～Ｃ１１（汽油馏份）、Ｃ１２～Ｃ２０（柴油馏份）、Ｃ２１～Ｃ３０（重油馏份）及各组份的生成反应为平行一级反应。计算了各组份生成反应的ｋ、Ｅ、Ａ值;考察了冷却剂对分离效果的影响,开发了聚丙烯的热解动力学模型,探讨了此研究对废聚丙烯油化工艺的指导作用。     

热解法快速预测原油密度

经过研究岩石热解仪(以ROCK—EVAL5为例)测定出的热解参数与原油密度之间的关系,建立了快速预测含油岩石等样品中原油密度的方法.在钻井过程中或试油之前,利用热解法预测储层的含油丰度、原油物性是很有意义的,对后期固井、试油等工程的合理实施有重要意义.     

一种新型镍系加氢催化剂的制备及其应用研究

研制出一种新型抗硫、抗胶质镍系加氢催化剂,考察了此催化剂对裂解C9馏分、裂解C5馏分、C4馏分的加氢性能。结果表明:在反应器入口温度为30～35℃,空速为1.5～2.0h-1,反应压力为2.8MPa,V(H2)/V(C9)为400的工艺条件下加氢,可使裂解C9馏分的溴价[m(Br2)/m(C9馏分)]由1.387下降为0.122～0.158;在反应器入口温度为20～25℃,总空速为5.0h-1,反应压力为1.3～1.5MPa,n(H2)/n(裂解C5)为0.59的工艺条件下,对双烯烃及炔烃质量分数为35.0%～45.0%且单烯烃质量分数为30.0%～40.0%的轻质C5馏分加氢,二烯烃加氢转化率可达100%,单烯烃加氢转化率为95%以上;在反应器入口温度为30℃,空速为3.0～4.0h-1,反应压力为3.0MPa,V(H2)/V(C4)为200的工艺条件下对总烯烃质量分数为10.35%～12.38%的C馏分加氢,烯烃100%转化为烷烃。     

塔里木盆地海相原油及其沥青质裂解生气动力学模拟研究

应用50MPa高压封闭体系,对塔里木盆地海相原油及其沥青质进行了热裂解模拟实验,对气态烃产率及碳同位素演化、焦沥青的生成等方面进行了比较,探讨了原油裂解和沥青质裂解生气机理。研究发现,原油和沥青质裂解气各组分及焦沥青的产率变化类似。完全发生裂解时,沥青质裂解的总气体产率为原油裂解的50%,原油裂解和沥青质裂解生成总气体和焦沥青的质量比值分别为6:4和3:7。在裂解过程中,气态烃碳同位素δ¹³C值的特点是δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃,且原油裂解气各组分(C₁—C₃)碳同位素δ¹³C值小于沥青质裂解气的相应组分。运用kinetics软件,计算得到原油和沥青质裂解的动力学参数(活化能和指前因子)。在此基础上,将实验结果外推至地质条件下,探讨了动力学模型的实际应用,为原油裂解气的判识、资源评价、勘探决策提供实验和理论依据。     

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。     

石脑油裂解过程的建模与仿真

基于Kumar的石脑油裂解过程的分子反应动力学模型，建立了某厂60kt／a裂解炉辐射段石脑油裂解数学模型。提出了通过ASTM值、PONA值等易测参数估算石脑油平均生成热、平均比热容和热导率等参数的方法，其估算值与分析值的相对误差低于1％；利用一种随机搜索算法对一次反应选择性系数进行了调整，主要裂解产物仿真收率与实测收率吻合良好；基于以芳烃为结焦母体的结焦反应动力学模型，建立了辐射段炉管运转周期的模型，在保持裂解气出口温度和出口压力不变的情况下，考察了炉膛温度、管外壁温度、焦层厚度等参数在整个裂解周期中的变化情况，仿真结果与实际情况比较吻合，可用来对裂解炉运转周期进行预测。     

气制油合成基钻井液流变性能影响评价

优选出多产丁二烯的裂解原料和裂解工艺条件,可最大限度地适应波动的市场。通过考察裂解原料(4种轻烃、炼厂资源)、裂解条件对丁二烯收率的影响,优选出C6～C8环烷烃质量分数高的原料,在低裂解温度、高水油比条件下,丁二烯的收率高。同时还提出,为获得最大的经济效益,优选原料多产丁二烯要综合考虑双烯收率、烯烃市场价格以及结焦等问题。     

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从化学动力学（唯象）的观点，干酪根据是由具有不同化学动力学参数的不同官能团所组成，并且石油烃的产生是干酪根在热条件下解官能团作用的结果。这一解官能团的生烃过程的描述可以对应于动力学中的平行独立反应模型。文章介绍了基于不同类型干酪根具有不同活化能分布和频率因子，以及不同官能团具有不同的活化能值这一观点，采用平行独立反应模型而建立起来的数学模型。该数学模型包括三个方面的内容：①干酪根的初次裂解生烃模型；②二次裂解模型；③包括初次裂解和二次裂解的耦合模型。被介绍的几种模型提供了依靠实验数据来计算油气生成量的一种方法。     

含油污泥催化热解及残渣资源化利用实验研究

为了达到含油污泥无害化和资源化处理的目的,使用真空管式热解炉对某炼油厂的含油污泥开展了催化热解实验。以油相回收率为评价指标,优选出了最佳的催化热解工艺参数,并将热解残渣经过活化处理后应用于含油废水的吸附处理中。催化热解实验结果表明:当催化剂活性白土的加量为1.5%(质量分数)、热解温度为440 ℃、热解时间为3 h、升温速率为10 ℃/min时,油相的回收率可以达到87.8%,达到了高效回收油相资源的目的。热解残渣使用KOH和NaOH活化处理后,其比表面积和孔体积明显高于商用活性炭,并且其重金属浸出含量远小于标准控制值。活化后的热解残渣吸附性能评价结果表明:当热解残渣加量为3%(质量分数)时,含油废水中的石油类物质含量降低率可以达到90%以上,COD值降低率可以达到95%以上,吸附效率明显高于商用活性炭,经过热解残渣吸附处理后的废水中石油类物质含量和COD值均可满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准要求,实现了热解残渣资源化利用的目标。      

裂解碳五馏分加氢生产乙烯裂解原料的研究

为利用裂解碳五(C5)馏分作为乙烯裂解装置的原料,先将裂解C5馏分掺入到裂解汽油中,然后进行两段加氢处理,最后从二段加氢产物中切割出C5馏分。1000 h稳定实验结果表明,一、二段加氢产物均能满足裂解汽油加氢装置的指标要求;从二段加氢产物中切割出C5馏分中不饱和烃的质量分数仅为0.38%,可满足乙烯裂解装置对原料的要求;剩余加氢裂解汽油质量可满足芳烃抽提装置的原料要求。