C_5/C_6正异构烷烃分子筛吸附分离的设计

本文介绍C_5/C_6正异构烷烃分子筛吸附分离系统设计中的工艺条件,如吸附脱附温度和压力等选取的依据、分离过程数的选定、串联吸附和脱附的特点以及吸附塔大小的确定等,还列举了“7塔4过程”的切换操作顺序,并扼要地提出吸附分离-异构化反应-高压分离系统物料衡算的模拟流程方法。     

工业己烷在5A分子筛床层上吸附穿透曲线

测定了工业己烷在5A分子筛固定床上的吸附穿透曲线,考察吸附温度、压力和空速对正己烷的穿透吸附量、吸附传质区长度和床层饱和度的影响,探讨工业己烷中非正己烷组分在5A分子筛上的吸附作用。结果表明:吸附温度在160℃～240℃、吸附压力在0.1MPa～0.9MPa条件下,5A分子筛对正己烷的吸附透曲线均为较陡峭的"S"型;降低吸附温度、提高吸附压力和空速,有利于增加正己烷的穿透吸附量及饱和吸附量、降低吸附传质区长度、提高床层利用率;在吸附温度200℃、压力0.5MPa、空速0.9h-1条件下,正己烷的穿透吸附量达到0.0977kg/kg,床层饱和度为88.75%,5A分子筛对工业己烷中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,3-二甲基丁烷有一定吸附作用,对其它非正己烷组分几乎不吸附。     

正构烷烃在5A分子筛上吸附等温线的研究

本文利用测定平衡吸附容量的流动重量法测定了三种脱蜡用的工业5A分子筛在较高温度下(250～350℃)吸附正癸烷、正十一烷的吸附等温线。实验结果表明,这三种5A分子筛在不同温度下的吸附等温线都符合第Ⅰ类型。文章比较了用Lagnmuir公式及其修正公式拟合实验数据的一些结果,亦讨论了分压、温度、正构烷烃碳原子数对平衡吸附容量的影响规律。     

石脑油中正构烷烃在5A分子筛上液相吸附动力学特性

设计双阀门液相吸附动力学测定装置测定正构烷烃在5A分子筛上的液相吸附动力学数据,分别考察吸附温度、正构烷烃碳数以及正构烷烃初始浓度对石脑油中正构烷烃在5A分子筛上吸附速率的影响。结果表明：随着吸附温度和正构烷烃初始浓度的增加,正构烷烃在分子筛上的吸附速率变快;而随着正构烷烃碳数的变化,正构烷烃在分子筛上的吸附速率变化不明显。分别以异辛烷、甲基环己烷和甲苯为溶剂考察石脑油中不同非正构烷烃组分对正构烷烃在5A分子筛上吸附特性的影响。结果表明,石脑油中不同非正构烷烃类对正构烷烃在5A分子筛上吸附速率影响从大到小的顺序为：芳香烃类>环烷烃类>异构烃类。采用阿仑尼乌斯公式对实验数据拟合结果表明,以芳香烃化合物为溶剂时正构烷烃在5A分子筛上的扩散阻力最大。     

正戊烷和正己烷在无黏结剂5A分子筛上的吸附动力学特性

测定了正戊烷和正己烷在无黏结剂和有黏结剂5A 分子筛上的吸附动力学,采用简化的扩散动力学模型计算了扩散系数,并估算了扩散活化能。实验结果表明,正构烷烃在无黏结剂和有黏结剂5A 分子筛颗粒上的吸附分别受微孔扩散控制和大孔扩散控制。黏结剂的存在降低了正构烷烃的扩散速率。在300～480 K,正戊烷和正己烷在无黏结剂5A 分子筛上的微孔扩散系数分别为(4.71～11.34)×10~(-12),(1.23～5.19)×10~(-12)cm~2/s;在有黏结剂5A 分子筛上的大孔扩散系数分别为(6.68～26.35)×10~(-6),(2.40～11.51)×10~(-6)cm~2/s。正戊烷和正己烷在无黏结剂5A 分子筛上的扩散活化能分别为7.87,10.15 kJ/mol;在有黏结剂分子筛上的扩散活化能分别为9.02,10.92 KJ/mol。     

IFP的C_5/C_6异构化工艺进展

法国石油研究院(IFP)开发的以IPSORB和HEXORB两种形式的C_5/C_6异构化工艺可将C_5/C_6正构烃全部转换成异构烃而获得净辛烷值90以上的调合汽油组分。按加工20.5万t/a原料的装置能力计算,IPSORB和HEXORB全异构化工艺的操作费用分别为13.6和19.5美元/t。     

5A分子筛吸附正己烷的性能及其表征

测定了两种5A分子筛(5A-1和5A-2)对正己烷的吸附性能,并对它们的结构进行了表征,分析了5A分子筛的微观特性与吸附性能的关系。实验结果表明,与5A-2相比,5A-1的结晶度更高,且5A-1晶粒规整、大小均匀,n(SiO2)∶n(Al2O3)为1.99,具有适度的表面酸性,在30℃下对正己烷的平衡吸附量达到0.16kg/kg,比5A-2提高了约24%。在5A分子筛成型制备中,扩孔剂焙烧以及黏结剂转晶过程中形成的二次孔有利于减小对正己烷吸附的扩散阻力;5A-1具有较小的中孔平均孔径(3.59nm)、较大的中孔比表面积(484.98m2/g)以及适度的中孔和大孔分布,使其对正己烷的吸附速率较快;5A-1对正己烷的吸附平衡时间近似为5A-2的1/12。     

5A分子筛吸附正构烷烃试验研究

用5A分子筛进行重整抽余油吸附试验,脱除重整抽余油中的正构烷烃,得到异构烷烃吸余油作为高辛烷值汽油的调和组分。试验了不同厂家、不同温度、不同分子筛用量、不同吸附时间对吸附效果的影响,得到优化的工艺条件。     

正庚烷和正辛烷在无黏结剂5A分子筛上的吸附动力学特性

采用重量法研究正庚烷和正辛烷在无黏结剂和有黏结剂5A分子筛上的吸附动力学,采用简化的扩散模型计算扩散系数,并估算扩散活化能。结果表明,正构烷烃在无黏结剂5A分子筛颗粒上的扩散时间常数大于有黏结剂的5A分子筛,黏结剂的存在降低了正构烷烃在5A分子筛上的扩散速率。在300～480 K,正庚烷和正辛烷在无黏结剂5A分子筛上的微孔扩散系数分别为(20.84~85.77)×10-14、(3.80～23.44)×10-14 cm2/s,在有黏结剂5A分子筛上的大孔扩散系数分别为(4.87～38.58)×10-7、(4.28～14.65)×10-7 cm2/s。正庚烷和正辛烷在无黏结剂5A分子筛上的扩散活化能分别为10.74、12.71 kJ/mol,在有黏结剂分子筛上的扩散活化能分别为14.16、16.35 kJ/mol。     

中国石化石油化工科学研究院开发成功“C_5/C_6正构烷烃吸附分离技术”

<正>近日,中国石化石油化工科学研究院(石科院)开发的"C_5/C_6正构烷烃吸附分离技术"通过了中国石化科技部组织的技术评议,建议尽快开展工业应用试验。该技术申请中国发明专利9项(授权3项),具有自主知识产权。石科院从2003年开始"C_5/C_6正构烷烃吸附分离技术"的研究工作,通过对4A型分子筛结晶规律和5A型分子筛吸附剂制造技术的系统研究,在分子筛结晶度和晶粒     

C5/C6在分子筛基贵金属催化剂上加氢异构化性能

采用HY、HUSY和Hβ等三种常见微孔分子筛负载贵金属Pt、Pd组成的双功能催化剂,以C5/C6为原料,系统地比较了它们的催化性能.结果表明,为了获得较高的异构化产率,催化剂的金属活性组分的加氢功能要与载体的酸功能相平衡,同时载体要有合适的孔道尺寸和形状.     

C_4烃类在ZSM-5分子筛催化剂上的芳构化(Ⅱ)

本文研究了ZSM-5分子筛催化剂经第二、第三和第五族一些元素的化合物改性处理后,对C_4烃类芳构化的催化效应。评选出了具有较高脱氢芳构化活性的锌-铜改性催化剂,研究了反应条件对反应结果的影响,及对反应产物分布的效应。并对催化剂的活性稳定性和再生性能与HZSM-5催化剂作了比较。试验结果表明:以锌-铜改性的ZSM-5分子筛催化剂,其脱氢芳构化活性和稳定性均比HZSM-5催化剂好。在反应温度550℃,重量空速1.7—2.3小时~(-1),以及常压不临氢条件下,连续反应8小时,总芳烃的平均收率为65—66％(重),C_6—C_8芳烃的平均收率达63—65％(重),液态烃中芳烃含量高至99％(重)左右。减活的催化剂经通空气再生,活性能完全恢复。     

C_4烃类在ZSM-5分子筛催化剂上的芳构化(Ⅰ)

本文为综合利用C_4烃类以扩大芳烃来源探索了新的途径。研究了HZSM-5分子筛催化剂的制备条件对C_4烃类芳构化催化活性的影响,以及反应条件对反应产物分布的效应,并对C_4烃类在HZSM-5分子筛催化剂上的芳构化过程作了初步探讨。试验结果表明:分离掉丁二烯后的混合C_4烃类可用作制备芳烃的原料,在反应温度530—550℃,重量空速1.7小时~(-1)左右,以及常压不临氢条件下连续反应8小时,总芳烃平均收率为49—55％(重),C_6—C_8芳烃平均收率为46—53％(重)。液态烃中芳烃含量达96—98％(重),尾气主要由H_2,CH_4,C_2H_6,C_2H_4,C_3H_8所组成。     

频率响应法研究噻吩在HZSM-5分子筛上的吸附行为

采用频率响应技术和智能重量分析仪研究了噻吩在HZSM-5分子筛上的吸附行为.利用智能重量分析仪测得噻吩在373 K的吸附等温线.在(0.2～6.0)×133.3 Pa压力范围及302～602 K温度范围内,利用频率响应技术测得了噻吩在HZSM-5分子筛上吸附的频率响应谱.结果显示,噻吩在HZSM-5分子筛上的传质过程的速率控制步骤为吸附过程,同时存在高频吸附和低频吸附两个不同的吸附过程.结合吸附等温线和Langmuir速率方程得出,高频吸附符合Langmuir模型,为单层吸附,高频吸附位N(2)5为0.922 mmol/g,高频吸附作用为噻吩和SiOH之间的作用;低频吸附不符合Langmuir模型,低频吸附位M(1)3为0.588 mmol/g,低频吸附作用为噻吩和SiOHAl之间的作用.噻吩在HZSM-5分子筛上的吸附以高频吸附为主.     

乙苯和对二甲苯在ZSM-5分子筛上吸附的蒙特卡罗模拟

采用巨正则统计系综蒙特卡罗模拟方法研究了高温条件下乙苯和对二甲苯在不同硅铝比ZSM-5分子筛上的吸附行为,并结合工业样品的催化反应进行了验证。GCMC模拟结果表明：在不同硅铝比ZSM-5上乙苯的吸附能均高于对二甲苯,乙苯和对二甲苯的吸附位在两种孔道的交叉处,随Al含量的增加,吸附状态多样化;温度623 K下,压力在200 kPa左右时吸附量已达到平稳。催化反应评价结果表明,乙苯生成苯的反应比对二甲苯生成甲苯的反应更容易进行,与吸附扩散的规律一致。     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

非贵金属C_5/C_6异构化催化剂及工艺研究

研究了采用非贵金属催化剂进行C_5/C_6异构化的工艺,并考察了温度、压力、空速、氢/油比及原料中杂质对异构化反应的影响。处理硫含量低于2μg/g的原料时,催化剂的异构化活性、选择性、稳定性和再生性能与同类贵金属催化剂接近;处理含硫原料时则进行选择性裂解,生成C_3/C_4(液化气),液相产物中含有大量异构C_5/C_6,可作为高辛烷值汽油调合组分。     

NNI-1型C_5/C_6异构化催化剂再生性能

介绍了中国石化海南炼油化工有限公司200kt/a C_5/C_6异构化装置NNI-1型载钯分子筛催化剂器外再生前后的工业运行情况。异构化催化剂再生前共运行3个周期,前两个周期催化剂共运行7年,反应器入口温度保持不高于250℃,床层温升10~15℃,生成油RON大于78、提升约6个单位,C_5异构化率平均值为58.15%,C6异构化率平均值为73.32%,2,2-二甲基丁烷选择性平均值为14.78%,催化剂表现出了优异的活性和稳定性。进入第三个运行周期后,催化剂活性下降明显加快,运行末期,生成油RON提升不到1个单位,C_5异构化率降至43.96%,C_6异构化率降至51.42%,2,2-二甲基丁烷选择性降至2.42%,催化剂性能已远远不能满足生产需要。于2015年进行了催化剂的器外再生,再生后近1年的运行数据表明,在装置高负荷运行工况下,反应器入口温度保持在240.0℃,生成油RON大于78、提升7.1个单位,床层温升18.7℃,C_5异构化率为60.87%,C_6异构化率为70.22%,2,2-二甲基丁烷选择性为15.49%,催化剂再生后,异构化性能明显上升,保持良好的活性和稳定性,可满足生产需要。     

C_5/C_6烷烃异构化催化剂的千吨级装置使用试验

本文介绍C_5/C_6烷烃异构化催化剂放大结果及该催化剂在1000t/a中型装置上的运转情况,在反应温度260℃,反应压力2～2.2MPa,进料质量空速为1h~(-1),氢油摩尔比为2.7时,C_5异构化率过62%以上,C_6异构化率达83%以上,C_6选择性(2,2二甲基丁烷占己烷)18%以上,裂解率小于3%,催化剂达到了国外同类技术的先进水平.其工艺放大是成功的.     

5A分子筛吸附剂吸附分离正构烷烃的研究

采用自制无黏结剂5A分子筛吸附剂,通过脉冲实验考察了吸附温度、解吸剂、吸附剂含水率和Ca2+交换度对10～16碳数的正构烷烃吸附分离过程的影响.实验结果表明,提高温度有利于提高12～16碳数的正构烷烃的吸附与脱附速率,较适宜的吸附温度为180℃;正庚烷作为解吸剂时,10～16碳数的正构烷烃对异构烷烃有较高的分离度,且正...