催化裂化汽油临氢异构化/芳构化改质过程的反应特性

采用工业Ni-Mo/Al2O3-HZSM-5催化剂在小型固定床加氢微反装置上对催化裂化(FCC)汽油临氢改质过程的反应特性进行了研究,通过考察反应温度、压力、空速和氢油体积比对改质后的FCC汽油烃类组成的影响,分析了汽油中不同烃类的转化性能。结果表明,氢油比对产物组成影响不大,高温、低压、低空速有利于增加芳烃的选择性,低温、高压、高空速则有利于增加异构烷烃的选择性;临氢改质后,FCC汽油的烯烃含量明显降低,芳烃和异构烷烃含量增加,因而产品汽油的辛烷值基本保持不变;全馏分、轻馏分和重馏分FCC汽油临氢改质实验结果表明,烯烃含量较高的轻馏分具有更高的转化活性;在FCC汽油临氢改质过程中,同碳数的端烯烃反应活性高于内烯烃,直链烯烃的反应活性高于支链烯烃。     

流化催化裂化汽油改质和增产低碳烯烃的研究

采用GL型催化剂,在小型固定流化床实验装置上考察了反应温度、剂油比、空速和水油比等操作条件对流化催化裂化(FCC)汽油催化改质汽油的产品分布、低碳烯烃(丁烯、丙烯和乙烯)产率和族组成的影响。实验结果表明,在一定反应条件下,FCC汽油通过催化改质可以降低烯烃含量,提高芳烃含量和辛烷值,在满足新汽油标准的同时提高了低碳烯烃的产率。此外,较高的反应温度、剂油比和水油比以及较低的空速有利于FCC汽油催化改质和增产低碳烯烃。     

催化裂化汽油辛烷值关键组分的反应特性

优化FCC汽油辛烷值对于提升汽油产品质量具有重要意义。采用小型固定流化床装置,通过对典型FCC汽油辛烷值及其烃类结构组成进行分析,确定C₅—C₆直链及单支链β位烯烃、多甲基苯、异戊烷与C₆—C₇双支链异构烷烃为影响FCC汽油辛烷值的关键组分。通过进一步分析烃类结构组成随催化剂活性变化规律,建立了FCC汽油辛烷值关键组分在催化裂化过程中的反应网络,进一步发现催化剂的强Lewis酸中心和强Br?nsted酸中心与FCC汽油中芳烃及异构烷烃的生成有关;弱Br?nsted酸量对于FCC汽油中烯烃与异构烷烃的支链化程度影响显著。催化剂的弱Lewis酸与弱Br?nsted酸的相对比例能够改变FCC汽油中烯烃与异构烷烃碳数分布,并影响取代芳烃的歧化、异构化反应的相对比例。     

汽油催化裂化二次反应规律的研究

在固定流化床实验装置上考察了汽油在庆阳催化剂上的催化裂化二次反应规律,给出了温度和剂油比对汽油二次反应的影响。结果表明反应温度及剂油比对汽油的族组成有很大的影响;随着反应温度升高,异构烷烃、环烷烃含量降低,芳烃和烯烃含量有明显的增加,正构烷烃的含量变化不明显;剂油比的增大时,异构烷烃、环烷烃的转化率逐渐增大,而烯烃的转化率先增大后趋于稳定。     

催化裂化汽油馏分芳构化降烯烃研究

以75～120 ℃的FCC汽油馏分为原料，在连续固定床反应器上考察了Zn P/HZSM-5催化剂的芳构化反应性能，探讨了工艺条件对芳构化反应的影响以及工业化的可行性。结果表明，Zn-P/HZSM-5催化剂具有很高的活性、稳定性和芳烃选择性。在温度430 ℃、压力0.1 MPa、空速1 h^－1的反应条件下，得到了烯烃含量低、芳烃和异构烷烃较协调的汽油调合产品。     

FCC汽油馏分在Ni/Al_2O_3催化剂上加氢脱硫醇的研究

以改性氧化铝为载体,采用等体积浸渍法制备Ni/改性Al_2O_3催化剂。以FCC选择加氢脱硫后的重汽油馏分加正庚硫醇为原料,在100 m L固定床加氢评价装置上对所制备催化剂进行加氢脱硫改质活性评价。结果表明,加氢脱硫后重FCC汽油馏分在加氢脱硫醇过程中除脱硫醇和脱硫反应外,还存在烯烃加氢饱和反应、烯烃环化脱氢反应以及烯烃的异构化反应等,这些反应与工艺条件密切相关,并影响加氢生成油的辛烷值和改质效果。对所研制的重汽油馏分加氢脱硫醇改质催化剂适宜的工艺参数为:压力2. 0 MPa、反应温度340～360℃、反应氢油体积比200～250∶1、体积空速3. 5～4. 5 h-1。     

费托蜡催化裂化反应生产清洁汽油的热力学分析

费托蜡主要由链烷烃组成,不含硫、氮等杂原子,是生产清洁汽油的优质原料。由于缺少芳烃和环烷烃,费托蜡催化裂化过程需要强化异构化、芳构化反应以实现降低汽油馏分烯烃含量、保持高辛烷值的目标。对费托蜡为原料的催化裂化反应体系进行热力学分析,重点计算了不同温度下生成汽油馏分主要烃类的反应焓变和反应平衡常数。研究结果表明,以大分子链烷烃为主的费托蜡,其裂化吸热反应焓变约为80 kJ/mol,反应平衡常数随温度的升高而增大,高温有利于一次裂化反应。对于异构化反应,主要是大分子链烷烃裂化为烯烃,再由烯烃分子转化为异构烷烃,因此对于异构化反应,可以通过优化反应器促进汽油烯烃的转化。在考察温度范围内,烯烃环化反应平衡常数随温度升高而减小,环烷烃脱氢芳构化反应平衡常数随温度升高而增大,所以适宜的反应温度是制约进一步增加汽油中芳烃的重要因素。     

非临氢条件下流化催化裂化汽油降烯烃芳构化HZSM-5催化性能的研究

在非临氢条件下采用HZSM-5作为催化剂活性组元,研究了流化催化裂化(FCC)汽油芳构化降烯烃的反应性能。研究结果表明HZSM-5含量和其硅铝比对芳构化降烯烃反应具有重要影响,质量分数为30%以及硅铝摩尔比为58的HZSM-5催化剂的降烯烃和芳构化性能最佳,反映了其酸催化性能的适当的总酸量和合理的酸强度分布。反应温度和空速等主要工艺条件的研究结果表明,常压下反应温度以400℃左右为宜,空速可根据对烯烃和芳烃含量的限值在4~6 h-1内调整。FCC汽油经处理后的产物汽油烯烃体积分数可降低至8%~18%,相应的芳烃体积分数为42%~35%,道路法辛烷值不降低。     

催化裂化汽油在磷改性Ni/ZSM-5催化剂上的降烯烃工艺研究

采用浸渍法制备了Ni/ZSM-5和NiP/ZSM-5催化剂,其中Ni、P分别为HZSM-5质量的3％和0.5％。以锦州石化公司重油FCC汽油为原料,考察了助剂P加入前后催化剂的降烯烃反应性能。结果表明, NiP/ZSM-5催化剂具有较好的加氢降烯烃、异构化和芳构化活性,液体收率较高;考察了工艺条件对NiP/ZSM-5催化剂降烯烃反应的影响。在温度310 ℃、液时质量空速3 h^－1、氢油体积比300和反应压力2.5 MPa的最佳反应条件下,FCC汽油烯烃转化率、液体收率、产品中异构烷烃和芳烃的质量分数分别为72.9％、82.1％、45.84％和30.44％,而产品辛烷值不降低,达到了既降烯烃又不损失辛烷值的预期目的。     

汽油催化改质反应过程数值模拟

在汽油催化反应动力学模型和气固两相流动模型的基础上,建立了汽油改质反应过程流动-反应耦合模型。针对不同的转化反应器构型（提升管、提升管-床层反应器）,对汽油改质过程进行了数值模拟。模拟结果表明,对提升管反应器而言,汽油经过低温改质反应后,烯烃含量可以从35.1%降低到18%左右,烯烃降低幅度可达48%,汽油中烯烃主要转化为异构烷烃。另外,随着反应温度的升高,汽油转化反应中的裂化反应增强,导致汽油收率下降。对于提升管-床层反应器而言,汽油中的烯烃含量可以降得更低,在床层空速4时,烯烃含量可以降低到5%左右,汽油收率为80%左右。     

FCC汽油降烯烃工艺及催化剂研究进展

针对国VI汽油标准大幅度降烯烃的需要及乙醇汽油对有机含氧化合物含量的严格要求,从分子炼油角度出发,按照烯烃碳数C_4、C_5～C_6、C_5～C_8的顺序分别介绍并分析催化裂化(FCC)汽油降烯烃后处理技术,包括MTBE生产、烷基化、醚化、异构化/芳构化工艺发展状况、优缺点与应用局限。由于乙醇汽油的推广,MTBE生产技术与轻汽油醚化技术将面临停产的困境与改造的挑战,而烷基化、异构化/芳构化等生产高辛烷值汽油组分的技术是更具潜力的FCC汽油降烯烃技术,将得到大力发展。此外,总结常用工业催化剂及其改性研究,并简述存在问题与发展方向,提出汽油组分比例优化、MTBE装置改造等建议与展望,为FCC汽油降烯烃工艺技术路线选择提供借鉴。     

ZSM-5/γ-Al2O3质量比对FCC轻汽油异构化/芳构化性能影响

通过调变ZSM-5分子筛与γ-Al₂O₃质量比,采用等体积浸渍法制备系列FCC轻汽油异构化/芳构化催化剂。本文采用X射线衍射（XRD）、N₂吸附脱附、扫描电子显微镜（SEM）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、红外光谱（IR）和吡啶红外光谱（Py-IR）等手段对其进行表征,并以乌鲁木齐石化醚后C₅掺杂液化石油气（LPG）为原料对催化剂异构化/芳构化性能进行评价。实验结果表明,ZSM-5分子筛与γ-Al₂O₃质量比的调变可以改变催化剂的酸性质及孔结构性质。在反应温度380℃、反应压力1.0MPa、反应空速1.0h^-1、氢/油体积比100、LPG进量4.4g/h的条件下,ZnLa/ZSM-5/γ-Al₂O₃-1异构化/芳构化产物与反应原料相比,烯烃体积分数降低27.49%、异构烷烃体积分数增加15.87%、芳烃体积分数增加3.97%,辛烷值损失3.38个单位,产品收率高达89.90%,实现了异构化/芳构化大幅降烯烃保辛烷值的目标。     

Reactivity of olefins in the hydrodesulfurization of FCC gasoline over CoMo sulfide catalyst

To achieve selective hydrodesulfurization (HDS) of fluid catalytic-cracked (FCC) gasoline for producing sulfur-free gasoline (S < 10 ppm), the reactivity of various olefins contained in FCC gasoline on CoMoP/Al₂O₃ sulfide catalysts was investigated. Isomerization of the CC double bond from the terminal position to an internal position was observed. The steric hindrance around the CC double bond suppresses the reactivity of olefin hydrogenation. The sulfidation temperature of the catalyst has a major influence on olefin hydrogenation active sites. Addition of the appropriate amount of cobalt (Co/Mo ratio approximately 0.6) contributes to the suppression of olefin hydrogenation at high reaction temperature (260 °C). From the comparison of catalytic performance and characterization of our CoMoP/Al₂O₃ catalyst with an analogous commercial catalyst, it is suggested that the hydrogenation of olefins depends not only on the state of the Mo CUS but also on the steric effects of both olefin structure and MoS₂ crystalline structure.     

吸附强化焦油蒸汽重整制取氢气

分别采用固相反应法、溶胶凝胶法制备了Ni/Mg-Ca₁₂Al₁₄O₃₃催化剂、CaO-Ca₁₂Al₁₄O₃₃吸附剂,并将其作为重整催化剂、CO₂吸附剂应用在焦油蒸汽重整制取氢气的研究中,通过与普通蒸汽重整进行对比,系统地研究了重整温度、S/C比（反应体系中水蒸气与碳元素的摩尔比）、质量空速对焦油吸附强化蒸汽重整制氢特性的影响。结果表明,CO₂吸附剂的加入能够有效提升焦油重整效果,氢气产率、体积分数均得到显著提高,其中氢气体积分数达95%以上。随着S/C比的增加、质量空速的减小,普通蒸汽重整和吸附强化重整的制氢效果均是增强的,且均在S/C比、质量空速分别达到12：1、0.128 h⁻¹后增幅不再明显;尽管如此,相比普通重整,吸附强化重整降低了最佳重整制氢温度,在800℃时氢气产率能够达到87.35%。     

反应温度对催化裂化汽油芳构化的研究

以中国石油兰州炼油石化公司催化汽油为原料,采用小型固定流化床为芳构化反应装置,考察了反应温度对芳构化产物收率、转化率、马达法和研究法辛烷值、气体产品组成和液体产品组成的影响规律。实验结果表明,随着反应温度的升高,干气、液化气和焦炭收率呈上升趋势,而汽油和柴油收率呈下降趋势,FCC汽油的转化率都在94%左右,且随反应温度的升高先增大后减小;乙烯、丙烯、丁烯、乙烯和总低碳烯烃收率单调增加,而乙烯、丙烯、丁烯、乙烯和丙烯和总低碳烯烃收率的增加幅度各不相同;异构烷烃和烯烃收率随着反应温度的升高逐渐减少,而芳烃的收率和选择性随着反应温度的升高逐渐增加,正构烷烃和环烷烃的收率随着温度的增加先增加后减少。     

催化、动力学与反应器Pt/Y催化剂催化FCC柴油加氢制备BTX

利用Pt/Y催化剂,在固定床反应器中,温度380℃、压力3 MPa、氢油体积比1000及质量空速1.0 h^-1条件下,分别采用加氢处理的全馏分和轻馏分催柴为原料制备苯、甲苯和二甲苯（BTX）,获得（C₆+C₇+C₈）芳烃的总选择性分别为9.4%和33.9%。对原料和液体产物进行的气相色谱和质谱分析表明,BTX主要经过重芳烃的加氢饱和、裂解等反应生成,中间物质为烷基苯、四氢萘、茚满及茚类等单环芳烃。通过对反应原料以及对反应前后催化剂的N₂吸脱附、NH₃-TPD、XRD衍射图谱、TG等物化性质的表征,分析催化剂失活的主要原因。即全馏分催柴原料中高含量的S、N化合物快速吸附造成了催化剂中毒,而轻馏分原料中S、N化合物在催化剂表面的缓慢积累覆盖活性位,造成催化剂逐渐失活。     

反应条件对FO-35M催化剂加氢改质性能的影响

针对催化裂化汽油加氢过程辛烷值损失过大的问题,抚顺石化公司开发的FCC汽油加氢改质催化剂(FO-35M)具有降烯烃最大限度减少辛烷值损失作用。以某炼厂提供的FCC汽油中间馏分为原料,考察不同反应条件对该剂加氢改质性能的影响。结果表明反应温度、压力对FO-35M催化剂加氢改质性能影响显著,存在最佳范围;而空速对降烯烃有一定影响,氢油比影响最弱。在工业装置运行过程中,要综合考虑各种因素,选择适宜的反应温度、压力、空速,保证装置的长周期运行。     

分子筛催化剂上催化裂化汽油掺混甲醇的改质研究

以实现甲醇制取低碳烯烃转化工艺和FCC汽油降烯烃工艺的有效组合为目的,在固定床微型反应装置上,使用SAPO-34、ZSM-5、DOCO以及分子筛组合催化剂,对FCC汽油掺混甲醇改质进行了研究。主要对反应温度、空速和混炼比等影响因素进行了考察。结果表明,SAPO-34分子筛上甲醇制取低碳烯烃效果较好,高烯烃含量汽油在SAPO-34分子筛上的氢转移和芳构化效果显著,ZSM-5分子筛上的芳构化反应效果和DOCO的异构化反应效果较显著,甲醇转化与汽油转化反应间的相互协同作用,既有利于甲醇转化成低碳烯烃又能提高汽油降烯烃转化深度。适宜的混炼条件:反应温度400℃,m(甲醇):m(汽油)=0.05,空速3h~(-1),组合催化剂上,产物汽油中烯烃含量较FCC粗汽油下降23%以上。     

Pt-Re催化剂重整高温F-T合成石脑油的催化性

选用SB粉制得γ-Al₂O₃载体,采用共浸渍法制备Pt-Re催化剂,并对其进行BET、XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR和ICP表征。以高温F-T合成石脑油为原料,在反应温度500 ℃、反应压力1.0 MPa、空速2.0 h^-1和氢油体积比1 000条件下,考察Pt-Re催化剂的重整活性及其稳定性。结果表明,Pt-Re催化剂能高效催化重整高温F-T合成石脑油,240 h重整过程中,高温F-T合成石脑油液体收率79.89%,芳烃质量分数61.60%,直链烷烃质量分数降低了28.15%,重整转化率达200.53%,研究法辛烷值提高35个单位,表明Pt-Re催化剂能有效催化重整高温F-T合成石脑油,使之转化为汽油调和组分成为可能。     

催化裂化组合式工艺探索性研究

介绍了一种将重油催化裂化和轻质油改质相结合的组合催化反应工艺，采用两段反应，将重油裂化和轻质油的改质在不同的反应器中进行，使轻质油在低温、长反应时间下反应，在不降低汽油辛烷值的同时可降低轻质油中的烯烃和硫含量。而重质原料在高温、大剂油比等较苛刻的条件下进行反应，在加强重油裂化深度的同时改进轻质油的品质。