提高蒸汽热裂解三烯收率最佳操作条件的模拟计算

采用反应管入口总摩尔流率不变的汽/烃质量比调节方法,用管式裂解炉二维工艺数学模型在较宽的操作条件范围内对大庆石脑油蒸汽热裂解制乙烯、丙烯、丁二烯和三烯总收率进行了模拟计算,并对结果进行了正交分析。结果表明,汽/烃质量比调节方法可确保各个操作条件间无交互作用,说明了各调节参数的独立性和本模拟计算结果的可靠性。不同目的产物具有不同的最佳操作条件,以乙烯、丙烯、丁二烯和三烯总收率最大为目标时最佳裂解温度分别为1143、1103、1133和1143 K。裂解深度主要取决于裂解温度,在裂解温度较低时停留时间和汽/烃质量比的作用较大,而在达到或大于最佳裂解温度后,两者的影响较小,应以高温、短停留时间来提高裂解反应的反应深度,汽/烃质量比的变化对提高目的产物的影响较小。     

稀释比对管式裂解炉工况影响的模拟计算

用轻质油裂解制乙烯工艺二维数学模型模拟计算了稀释比对大庆乙烯EF-111E炉操作工况的影响.结果显示:水蒸汽的作用主要在于降低烃分压,而能抑制结焦的原理是因为加入水蒸汽后影响了流体平均停留时间,从而减少了结焦.保持炉出口温度和炉入口摩尔总数不变,即尽量保持温度和停留时间不变的情况下,稀释比对乙烯等目的产物的收率影响非常有限,在低稀释比下对抑制结焦有一定作用,稀释比增大时抑制效果减小[1].根据模拟结果,提出了裂解炉操作的优化方法.     

柴油蒸汽裂解工艺参数的优化研究

以某石化公司柴油作为生产乙烯的原料,利用小型蒸汽裂解模拟试验装置,通过单因素试验和正交试验对柴油蒸汽裂解工艺进行优化研究,考察裂解温度、稀释比、停留时间等因素对乙烯、丙烯质量收率的影响,为工业裂解装置扩大生产乙烯的原料、优化工艺参数提供参考依据。     

加氢裂化尾油裂解工艺及结构导向集总模型

以上海高桥石化加氢裂化尾油为原料,在蒸汽裂解制乙烯实验装置上考察了裂解温度、停留时间和水/原料油(简称水油比,质量比,下同)对裂解产物收率的影响;同时,采用结构导向集总方法建立了加氢裂化尾油蒸汽裂解制乙烯的反应动力学模型。结果表明,优化的蒸汽裂解制乙烯操作条件为:裂解温度800℃,停留时间0.53 s,水油比0.75。在此条件下,裂解气收率为84.47%,乙烯、丙烯和丁二烯的收率依次为31.35%,19.93%,4.07%。模型计算值与实测值具有较好的一致性。     

轻柴油裂解参数的考察和研究

以某石化公司轻柴油为乙烯裂解原料,利用小型蒸汽裂解模拟实验装置考察裂解温度、稀释比、裂解深度等因素对乙烯收率的影响,优化工艺参数。将裂解模拟实验数据应用于工业裂解炉中,使乙烯收率提高0.72%,三烯收率提高0.19%。     

高碳烃引发裂解制低碳烯烃的初步研究

以正庚烷为高碳烃的模型化合物,在微反装置上对正庚烷的引发裂解进行了研究。从化学键能的角度筛选了引发剂,键能为180～260kJ/mol的化合物对正庚烷热裂解有较好的引发效果,其中硝基乙烷的效果最明显。以硝基乙烷为引发剂,考察了反应温度、引发剂用量、停留时间和水蒸气稀释比(水蒸气与正庚烷的质量比)对正庚烷引发裂解性能的影响。实验结果表明,升高反应温度、增加引发剂添加量都可提高正庚烷转化率、裂解气收率和乙烯收率。在反应温度600℃、停留时间0.22s、水蒸气稀释比0.15、硝基乙烷摩尔分数2.0%的条件下,与不添加硝基乙烷相比,裂解气收率和乙烯收率分别由1.42%和0.68%增加到7.09%和3.09%。     

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.     

烷烃裂解反应的最佳收率

本文用极小值原则研究了乙烷裂解制取乙烯的最佳收率。所得的非线性两点边界值问题,用梯度法在电子计算机上求解,给出管式反应器的最佳温度分布。乙烯收率的计算结果表明,对于一定停留时间的反应器,用最佳温度分布比用最佳定温乙烯收率高。指出了提高乙烯收率的途径。     

应用BCM软件优化工业裂解炉的操作

以石脑油为裂解原料,应用BCM软件分析了工业裂解炉的操作条件(进料量、稀释蒸汽与原料的质量比(稀释比)、炉管出口温度(COT))对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响,讨论了操作条件在工业裂解炉操作优化中的作用。研究结果表明,在同一台裂解炉上裂解相同的原料,在工业裂解炉正常操作范围内,进料量和稀释比对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响较小,COT对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响较大,COT是影响裂解产物收率分布的关键因素。对于工业裂解炉的优化操作,在保证每台裂解炉各大组炉管进料量和稀释比均匀分布的前提下,选择合适的COT是提高乙烯、丙烯和丁二烯收率的关键。     

烃分压对乙烯裂解炉产物收率的影响

降低原料裂解时的烃分压有利于提高烯烃收率,而COP与稀释比是影响烃分压的重要参数。利用SPYRO软件模拟了COP和稀释比的变化对于裂解产物收率的影响。结果表明,采取较低的COP和较高的稀释比有利于提高乙烯裂解炉高附加值产物收率。     

催化裂化汽油裂解制备低碳烯烃

在小型提升管催化裂化实验装置上研究了催化裂化(FCC)汽油催化裂解生产低碳烯烃的反应规律。实验结果表明,催化剂类型、反应温度、停留时间及水蒸气用量对乙烯、丙烯的产率均有显著的影响。高温、大剂油比、长停留时间及提高水蒸气用量都可促进汽油的裂解,增加低碳烯烃的产率。在实验室条件下,以ZC-7300为催化剂,多产低碳烯烃的最佳条件:反应温度580℃,停留时间1.6s左右,剂油质量比为11,水蒸气与汽油的质量比为0.20。对不同催化剂进行了对比实验得知,自制催化剂A的催化效果最好,汽油转化率达到40%以上,乙烯+丙烯的产率达到20%以上,焦炭和干气(不含乙烯)的产率不大于5%。     

SPYRO软件对乙烷裂解炉的模拟与优化

为提高乙烯及双烯（乙烯和丙烯）收率,采用SPYRO软件对某炼厂140万t/a乙烯装置乙烷裂解炉进行了模拟优化计算。结果表明：在相同的裂解炉出口温度（COT）下,计算得到的产物组成和实际的产物组成相近,乙烷转化率、乙烯收率模拟值与实际值最大偏差分别为0.52%,-0.89%,绝压比（物料进入文丘里管后的压力与进入文丘里管前的绝对压力比）最大偏差为0.05;在第8,38,60 d,最大管壁温度测量值与模拟值的偏差分别为4,3,2℃,说明该模型能准确模拟实际的操作工况;随着稀释比增加,乙烯和双烯收率均增加,绝压比减小,在相同乙烷转化率下,COT降低;在稀释比为0.43,采用COT逐步升高的最优操作条件下,乙烷转化率为61%时,乙烯收率由优化前的48.20%提高至48.90%。     

高酸原油催化裂解增产丙烯初步研究

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以苏丹达尔高酸原油为原料,进行催化裂解增产丙烯实验,考察了催化剂类型、反应温度、停留时间以及水油比对丙烯收率的影响。实验结果表明,采用多产丙烯LTB-2催化剂,不仅可以获得较高的丙烯收率和较低的低价值产物收率,同时可获得较高的柴油收率;提高反应温度、延长停留时间和提高水油比,均可提高丙烯的收率,其适宜的反应条件是反应温度520℃、停留时间1.6～2.0 s、水油比0.25。     

SAPO-34分子筛上丁烯催化裂解制乙烯和丙烯

以SAPO-34分子筛为催化剂,在固定流化床装置上研究了丁烯裂解的反应规律和结焦规律。实验结果表明,反应温度对丁烯裂解产物分布影响较大,丁烯转化率、乙烯和丙烯收率均随反应温度的升高而增加,乙烯和丙烯总选择性(双烯选择性)随反应温度的升高先增加后降低,适宜的反应温度为580～600℃;延长停留时间可提高丁烯转化率及乙烯和丙烯总收率(双烯收率),但停留时间过长会增加二次反应,降低乙烯、丙烯的选择性,尤其是丙烯;水蒸气对丁烯裂解有一定的促进作用,可使丙烯收率明显增加。与ZSM-5分子筛相比,SAPO-34分子筛的稳定性较差,但双烯选择性较高,在运行初期可获得与ZSM-5分子筛相当的双烯收率。SAPO-34分子筛催化丁烯裂解时,在运行初期及高温下生焦速率快,积碳显著影响SAPO-34分子筛的酸性。     

吉林常压渣油在提升管内催化裂解的反应规律

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以吉林常压渣油为原料,进行了催化裂解多产丙烯的实验,考察了反应温度、停留时间、催化剂类型对丙烯收率的影响。实验结果表明,提高反应温度、适宜的停留时间和采用多产丙LTB-2烯催化剂均可提高丙烯的收率,其中适宜的反应条件是反应温度530℃、停留时间1.4s左右。采用LTB-2催化剂,在第一段提升管反应温度530℃、m(LTB-2催化剂)∶m(常压渣油)(剂油比)为6.70、停留时间1.36s,第二段提升管反应温度530℃、剂油比7.21、停留时间1.8s左右的操作条件下,进行两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)工艺的模拟实验。模拟实验结果表明,TMP工艺可使丙烯收率达到22.67%,同时兼顾汽油、柴油的生产。     

基于RBF神经网络的乙醇脱水制乙烯反应条件优化

 以La改性HZSM-5分子筛为乙醇脱水催化剂,采用正交实验设计确定实验点,考察原料液乙醇质量分数、反应温度、空速和催化剂粒径等四个因素对乙烯产率的影响。以正交实验结果作为训练样本,采用RBF神经网络对乙醇脱水生成乙烯的反应条件进行仿真模拟,并用穷举法求出最佳反应条件。结果表明,由神经网络仿真模拟出的三维图可以直观地体现各个反应条件对乙烯产率的影响。在反应温度250℃、空速0.5 h 1、原料液乙醇质量分数74%、催化剂70目的最佳反应条件下,神经网络模拟产率为98.87%,与实验结果97.12%基本吻合,相对误差为-1.77%。     

Studies on the Reaction Mechanism of CPP and the Factors Affecting the Yields of Ethylene and Propylene

The reaction mechanisms of Catalytic Pyrolysis Process and the ethylene and propylene forma-tion reaction are analyzed,and ethylene and propylene are produced through both the free radical reac-tion and carbenium ion reaction.The factors affecting the yields of ethylene and propylene are discussed.The results showed that greater yields of ethylene and propylene can be obtained on ZSM-5 catalysts rather than USY and REY catalysts,and the modified ZSM-5 could improve the ethylene yield.A higher temperature is favorable for enhancement of the free radical reaction as opposed to carbenium ion reaction,and change in temperature can adjust the ratio of ethylene and propylene production.A higher steam amount could produce more ethylene and propylene and less coke,and lowering the catalyst/oil ratio is favorable for producing ethylene.