重质油催化热裂解生产轻烯烃CPP技术开发及工业应用

石蜡基常压渣油催化热裂解生产乙烯和丙烯的CPP技术由中国石化石油化工科学研究院开发并进行了工业应用。结果表明,应用大庆常压渣油为原料,在反应温度610℃,兼产乙烯和丙烯的操作模式下,乙烯和丙烯产率分别达到14.84%、22.21%,裂解石脑油中芳烃含量达82.46%。该技术的工业应用成功,开辟了一条由重质油直接生产轻烯烃和芳烃的新路线,是炼油-化工一体化的良好实践。     

重油催化热裂解(CPP)制烯烃成套技术的工业应用

沈阳化工集团沈阳石蜡化工有限公司建设了世界上首套500 kt/a重油催化热裂解（CPP）制烯烃工业装置,于2009年6月建成并投入运行。该装置以石蜡基常压渣油为原料,以生产乙烯、丙烯等低碳烯烃为主要目的产品,副产高含轻芳烃的裂解石脑油。工业标定结果表明,以大庆常压渣油为原料,在兼顾乙烯和丙烯的操作模式下,在反应温度610 ℃、乙烷/丙烷没有回炼的条件下,乙烯和丙烯产率分别达到14.84% 和22.21%,裂解石脑油中芳烃的质量分数达到82.46%,符合设计目标。该装置的成功运转开辟了一条重质原料生产低碳烯烃和轻芳烃的新工艺路线,实现了炼油与化工的一体化。     

渣油催化裂解生产乙烯和丙烯装置运行优化

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司1.5 Mt/a渣油催化裂解制烯烃装置采用DCC-plus反应器结构设计,设计原料为延长石油的常压渣油,主要目的产品为乙烯和丙烯。自2014年投产运行以来,该装置原料油加工量及主要操作条件基本平稳,原料油中铁含量波动,通过操作优化、装置改造、催化剂改进等技术攻关,乙烯和丙烯收率稳步提高。标定期间,以延长石油的常压渣油为原料,装置负荷率100%,乙烯收率为13.82%,丙烯收率为23.30%,双烯收率达到37.12%,装置生产达标。     

制取低碳烯烃的催化裂解催化剂及其工业应用

催化裂解技术以重油为原料，使用固体酸择形分子筛催化剂，直接生产低碳烯烃，特别是丙烯的新催化转化方法。该方法现已工业化，以大庆减压馏份油掺渣油为原料，在最大量生产丙烯操作条件下，丙烯的收率为２２．９１％。该文主要介绍ＣＨＰ－１、ＣＲＰ－１和ＣＩＰ－１３种催化裂解催化剂的特性、物化性质、原料适应性、催化裂解工艺过程、反应机理及催化裂解催化剂的工业应用情况。     

裂解俄罗斯石脑油工艺参数的优化

简要介绍了辽阳石化公司裂解装置原料的变化情况,在小型裂解实验装置上模拟工业裂解炉工艺条件,考察了90％～110％生产负荷条件下蒸汽和原料混合石脑油的稀释比及裂解温度对于乙烯、丙烯及乙烯+丙烯收率的影响.结果表明,稀释比为0.55时,对乙烯、丙烯及乙烯+丙烯收率均最适宜;裂解温度越高,乙烯收率越高,而丙烯收率降低,综合考虑,裂解温度选择840℃较合适;生产负荷低时乙烯收率高些,丙烯收率低,选择100％ ～ 110％生产负荷较合适.将实验选择的优化工艺参数用于GK-Ⅵ型裂解炉操作时,考虑裂解原料轻质化趋势及裂解炉运行标定结果,把裂解温度提高到845℃,可使乙烯收率提高0.5个百分点.     

重质油裂解制烯烃的HCC工艺

Ｈ Ｃ Ｃ 工艺（ Ｈｅａｖｙ － ｏｉｌ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ） 是针对乙烯生产原料重质化而开发研究的。主要是采用类似于催化裂化的流态化“反应－ 再生”工艺技术,在性能良好的催化剂上,实现重油直接裂解制乙烯,并兼产丙烯、丁烯和轻质芳烃,有效地拓宽了乙烯生产原料的选择范围。在典型的工艺条件下,不同的重质原料油（ Ｂ Ｍ Ｃ Ｉ 值为２０ ～５０） 在中型提升管装置上,其乙烯质量产率可达１９ ％ ～２７ ％ ,其中,石蜡基常压渣油在优化的工艺条件下, Ｃ２ ～ Ｃ４ 总烯烃质量产率超过５０ ％ 。     

两段提升管催化裂化生产丙烯工艺

采用小型提升管实验装置模拟两段提升管催化裂化(TSRFCC)工艺,在反应条件、操作方式和氢分配方面进行了研究。实验结果表明,停留时间对丙烯收率的影响最明显,提高剂油比是增产丙烯经济效益最好的措施。以大庆掺渣蜡油为原料,采用LCC-200型催化剂,二段提升管回炼一段“汽油+油浆”时,液化气和丙烯总收率分别为36.52%和16.30%,汽油和柴油总收率分别为26.11%和19.10%,表明TSRFCC工艺配合多产丙烯催化剂,可在生产丙烯的同时兼顾轻油收率和品质。第二段提升管回炼一段柴油不能显著提高丙烯收率,还会降低柴油总收率和品质。第一段提升管提供约70%的丙烯和第二段提升管的原料,因此TSRFCC工艺一段提升管需保持合适的转化深度。TSRFCC工艺的氢利用率可达89.82%,氢分配比较合理。     

基于BP神经网络的重油催化裂解模型

基于BP神经网络,利用重油催化裂解反应过程的试验数据,以涉及原料性质、催化剂活性、操作条件等的11个参数作为输入变量,以乙烯、丙烯和轻芳烃 BTX（苯、甲苯、二甲苯）的产率作为输出变量,构建了结构为11-12-3、以贝叶斯算法为学习算法的BP神经网络重油催化裂解模型,并进行了验证。结果表明,该模型对乙烯、丙烯和BTX产率的预测平均相对误差分别为4.59%,3.92%,2.28%,说明所建模型对重油催化裂解反应产物产率的预测效果较好。     

操作参数对重油催化裂解制低碳烯烃的影响分析

在小型固定流化床装置上,以重油催化裂化装置原料油为原料,考察了反应温度、剂油比和质量空速等操作条件对低碳烯烃收率的影响.结果表明:反应温度升高时转化率逐渐升高,汽油、柴油和重油收率逐渐下降,干气和焦炭收率逐渐增加,液化气收率先升高后降低且在590℃时达到最大值;反应温度升高时,乙烯收率增加,但丙烯和丁烯收率先升高后降低...     

靶向生产低碳烯烃的催化裂化技术开发背景、开发思路和概念设计

低碳烯烃是重要的石油化工原料,现有的低碳烯烃生产技术主要有蒸汽裂解、催化裂解、烯烃裂解和甲醇制烯烃。对这些技术特征进行分析,发现蒸汽裂解和催化裂解工艺存在着乙烯/甲烷比过低,且甲烷产率过高,而烯烃裂解工艺原料来源不足,甲醇制烯烃工艺原料主要来自煤制甲醇,造成高碳排放。现有的低碳烯烃生产技术仍有系列科学问题需要完善,为此提出靶向生产低碳烯烃的催化裂化工艺,从原料结构、催化剂活性组元和催化反应工程3个方面进行创新,深度集成现有技术,形成多产乙烯+丙烯+丁烯、乙烯+丙烯、丙烯、丙烯+丁烯4个不同的生产方案,且生产方案之间可灵活切换。     

多产丙烯的催化裂化工艺技术探讨

从催化裂化反应机理出发,分析了催化裂化过程中影响丙烯产率的因素,如原料类型、反应温度、剂油比、反应时间、催化剂及助剂等的影响,其中ZSM-5助剂是提高丙烯产率的最有效因素之一。介绍了几种多产丙烯的FCC工艺,如Maxofin,PetroFCC,DCC,SCC等的特点及其应用。通过分析认为,利用催化裂化装置实现多产丙烯与多产汽油、多产柴油、多产液化石油气等多种操作模式是可行的,可增强适应市场变化的能力。     

DCC工艺技术灵活性及其在化工型炼油厂的应用

对催化裂解（DCC）和增强型催化裂解（DCC-plus）技术的特点以及两者的关系进行了简述,DCC-plus技术比DCC具有更高的丙烯产率,同时干气和焦炭产率明显减少。对于1套加工50%常压渣油与50%加氢裂化尾油混合原料的2.2 Mt/a DCC-plus装置,其乙烯和丙烯产率分别达到5.6%和21.5%。对1套1.2 Mt/a DCC-plus装置进行了油品方案和烯烃方案两种生产模式的切换操作,与油品方案相比,按烯烃方案操作时丙烯产率增加125.8%,裂解石脑油和裂解轻油产率分别减少37.4%和20.0%。DCC技术成熟可靠,装置大型化和长周期运转都已得到工业验证。对于以DCC装置为核心的化工型炼油流程,油品率（汽油、柴油和喷气燃料的总产量占原油加工量的比例）可以低至16.0%,而化学品率（丙烯、芳烃和乙烯原料的总产量占原油加工量的比例）高达67.3%,成为构建新一代全化工型炼油厂具有竞争力的技术选择。     

DCC技术平台产业链的开发及其工业实践

对催化裂解（DCC）生成乙烯、丙烯和轻芳烃的反应化学进行研究,开发出高丙烯选择性的DCC-plus技术和兼顾乙烯和丙烯生产的CPP技术,形成了DCC技术平台以适应不同用户的产品需求。开发了DCC原料深度加氢处理技术,其脱硫率达95%以上,脱氮率达65%以上,降残炭率达76%以上,脱金属率达98%左右。而针对DCC产品特点开发的干气液相法制乙苯、丙烯直接氧化法制环氧丙烷、裂解石脑油抽提蒸馏制BTX（苯、甲苯、二甲苯）以及裂解轻油加氢裂化制BTX等特色化工利用技术,延伸了DCC技术平台的产业链,并在化工型炼油项目中成功地获得工业应用,开创了一条符合中国国情的非蒸汽裂解的炼化一体化技术路线。     

两段提升管催化裂解多产乙烯丙烯新工艺的实验室研究

在小型提升管催化裂化实验装置上模拟两段提升管催化裂解多产乙烯丙烯新工艺,进行反应条件的研究。实验结果表明,以大庆常压渣油为原料,使用专用MEP催化剂,在反应温度为600～610℃、两段总停留时间为2.8s、水油比为20%、剂油比为10～12的条件下,同时进行丁烯回炼的情况下,利用该工艺乙烯和丙烯的产率分别为13.01%和29.94%。     

大庆蜡油掺渣油催化裂解技术的工业应用

通过对工艺、催化剂的装置等方面的改进，在大庆石油管理局油田化学助剂厂催化裂解装置上首次成功地进行了掺渣油原料催化裂解工业试验，扩大了催化裂解技术的适应范围，开辟了一条用蜡油掺渣油作原料生产丙烯的新途径。     

轻烃-碳四共裂解性能优化研究

针对乙烯原料日益短缺和碳四过剩的问题,利用小型蒸汽裂解模拟实验装置对轻烃—碳四混合原料进行裂解性能研究,考察了在SC-1型裂解炉中碳四掺入量及工艺参数对目的产物（乙烯+丙烯+丁二烯）三烯收率的影响。实验结果表明,混合原料中碳四最佳掺入量为10～20%,适宜的裂解温度为840～850℃,稀释比（水/油质量比）为0.5时,乙烯质量分数为31.87%,丙烯质量分数为16.57%,三烯质量分数为53.60%,可见碳四与轻烃共裂解,既扩大了乙烯原料来源,又提高了碳四产品附加值。     

采用BP神经网络预测石脑油裂解烯烃收率

在乙烯裂解工业装置的典型操作条件下,分别选取正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃为裂解原料,考察了这些模型化合物的蒸汽裂解产物分布情况。结果表明,正构烷烃是优质的乙烯裂解原料,乙烯收率为36%~45%;异构烷烃的丙烯收率约为23%,明显高于正构烷烃;环烷烃裂解乙烯和丙烯收率较低,丁二烯收率则较高,为14%~15%;芳烃很难裂解生成烯烃。建立了包含2个隐层的级联前向BP神经网络,以模型化合物和石脑油样本裂解烯烃收率为依据对该神经网络进行训练,确定了模型参数,并对2种石脑油的裂解烯烃收率仿真数据与实验结果进行了对比。结果表明,二者的误差小于1个百分点,该模型可用于预测石脑油裂解的烯烃收率。     

基于分子表征的重油丙烯潜产率模型及应用

从烃分子生成丙烯的反应出发,提出原料丙烯潜产率的分子水平模型,通过重油分子水平表征结合催化裂解反应化学研究,归纳出重油丙烯潜产率模型及其数学表达式。基于所构建的重油丙烯潜产率模型,获得催化裂解多产丙烯的较优烃分子类型,可为多产丙烯的原油、重油等原料的甄选以及对中间基等非理想原料的加氢改质提供参考方向。进一步对原油基属类型涵盖石蜡基、中间基和环烷基的几种减压蜡油及其加氢尾油的丙烯产率进行评价,结果表明,催化裂解丙烯实际产率和低碳烯烃产率均随着原料丙烯潜产率PPY指标的增大而相应提高,并且分别存在较好的线性相关性。     

两段提升管催化裂解多产丙烯技术的工业试验

丙烯是重要的基本有机化工原料,低烯烃含量的高辛烷值汽油也是市场急需的产品.两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)技术是以重油为原料,在多产丙烯的同时,兼顾低烯烃含量的高辛烷值汽油的生产.TMP技术的工业试验表明,采用LCC-200催化剂,以大庆常压渣油(AR)为原料,在一段提升管回炼混合C4,二段提升管回炼轻汽油的情况下,丙烯的收率和总液收分别达到19.64%,81.57%;干气收率仅为4.68%,其所含乙烯质量分数为45.93%,是制乙苯的理想原料;稳定汽油产品的研究法辛烷值为96.5,轻柴油收率仪为13.36%.     

两段提升管催化裂解多产丙烯催化剂LCC-300的性能研究

以大庆常压渣油为原料,在单段提升管反应装置上模拟两段提升管催化裂解工艺,对配套多产丙烯催化剂LCC-300的反应性能进行了评价。结果表明,在丙烯收率高达22．27％的情况下,总液体收率为80．08％;所产汽油中烯烃体积分数为13．48％,芳烃体积分数为59．44％,可作为高辛烷值汽油的调和组分。