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。     

窄馏分催化裂解汽油多产丙烯的研究

在实沸点蒸馏装置上将催化裂解汽油切割为不同沸点范围的窄馏分,在小型固定流化床装置上,对这些窄馏分汽油催化转化增产低碳烯烃进行了研究。试验结果表明：以初馏点~110℃的窄馏分汽油为原料时,反应温度为610℃时,丙烯产率最大,为25.49%;丙烯大部分来自原料中烯烃的裂解,少量的丙烯由正构烷烃、异构烷烃以及带有侧链的芳烃和环烷烃裂解得到;窄馏分汽油经芳烃抽提处理后丙烯产率增加。     

燕山FCC汽油C5窄馏分催化裂解反应特性

 采用重油催化裂解多产丙烯专用催化剂R0,考察了燕山FCC汽油C₅窄馏分的催化裂解反应特性。由于热裂解反应和催化裂解反应的反应机理不同,对于C₅窄馏分,其中的烷烃热裂解反应转化率高于烯烃热裂解反应转化率;而烯烃的催化裂解反应转化率高于烷烃的催化裂解反应转化率,且催化裂解反应的丙烯收率较高。C₅窄馏分的催化裂解反应中,C₅烯烃转化率随温度变化较小,C₅烷烃转化率随温度升高显著增加,且丙烯选择性随温度先增加后降低,表明烯烃更易于生成丙烯;C₅烷烃转化率和C₅烯烃转化率均随质量空速的增加而降低,且C₅烷烃转化率下降更显著;C₅烷烃转化率和C₅烯烃转化率均随催化剂积炭量的增加而降低,且C₅烷烃转化率降低更为显著。当催化剂积炭量达0.44%后,烷烃的催化裂解反应消失,烷烃转化率完全由热裂解反应所控制。     

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。     

超临界状态下吸热碳氢燃料正十二烷的催化裂解研究

在超临界状态下,采用HZSM-5型分子筛催化剂对正十二烷的催化裂解反应进行了研究,考察了裂解温度、压力与正十二烷转化率、气液相产物的关系,以及积炭量与反应压力、温度的关系。实验结果表明,超临界状态下,在400℃-500℃之间进行反应时,转化率随温度升高而增加,气体产率随裂解温度的升高而增加,以400℃～450℃之间尤为明显。转化率、气体产率随压力的升高而降低。450℃是较适合的反应温度。在超临界条件下,反应物流正十二烷成为超临界流体,可以将反应过程中生成结焦或积炭等难溶物的前驱体溶解,随反应物流流出催化荆孔道,减少催化剂上的积炭量。     

FCC汽油催化裂解反应的实验考察

采用微反-色谱联合的方法,考察了反应温度、反应时间及催化剂活性对哈尔滨炼油厂流化催化裂化汽油催化裂解的产品分布、低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)产率和产品汽油族组成的影响。结果表明,在反应温度590℃、剂油比170、反应时间0.24s的实验条件下,FCC汽油经催化改质后,烯烃含量大幅度下降,可由改质前的41.6%降到改质后的13.4%,满足汽油新标准的要求,而异构烷烃和芳烃含量有较大幅度增加,分别由改质前的33.3%、13.3%增到40.4%、35.7%,使汽油在降低烯烃含量的同时,辛烷值不会降低,并且还会增加低碳烯烃的产率。此外,提高反应温度、延长反应时间、提高催化剂活性均有利于降低改质汽油的烯烃含量,增产低碳烯烃。     

费-托合成轻馏分油催化裂化反应性能的研究

在小型固定流化床催化裂化试验装置上考察了反应温度、剂油质量比和质量空速等操作条件对费-托合成轻馏分油催化裂化反应性能的影响。结果表明,在费-托合成轻馏分油反应过程中,随着反应温度的升高、剂油质量比的增大、质量空速的降低,产物中干气、液化气和焦炭的产率增加,汽油、柴油的产率降低。且随着反应温度、剂油质量比、质量空速的降低,汽油馏分中烯烃质量分数增加;随着温度的降低、剂油质量比和质量空速的提高,汽油馏分中异构烷烃的质量分数增加;高反应温度、高剂油质量比有利于汽油馏分中芳烃的生成,而且芳烃主要来自于小分子烯烃的环化脱氢反应,降低质量空速主要促进了汽油中大分子烷基芳烃的断侧链反应,对氢转移反应的影响不明显。     

焦化汽油催化裂解反应特性探析

分析了典型焦化汽油烃类组成特点,重点研究焦化汽油催化裂解反应过程中反应转化率以及低碳烯烃的产率和选择性的主要影响因素。结果表明,催化裂解反应条件下焦化汽油转化率较低,提高反应温度是提高低碳烯烃产率的有效手段,但是目标产物的选择性变化不大;采用高选择性的催化剂可以在提高乙烯和丙烯产率的同时提高其选择性,并达到少产丁烯的目的。焦化汽油的正构烷烃转化程度低,尤其是C5～C7正构烷烃转化程度不足60％,是因其分子碳链短,所形成的正碳离子的β断裂反应不易发生所致。     

催化裂化汽油催化改质降烯烃反应规律的试验研究

利用催化裂化催化剂在小型提升管催化裂化装置上对催化裂化汽油催化改质降烯烃过程的反应规律进行了试验研究，详细考察了反应温度、剂油比、反应时间、催化剂活性以及催化剂类型对催化裂化汽油改质降烯烃过程的影响。试验结果表明，随着反应温度、剂油比、反应时间以及催化剂活性的增加，改质汽油烯烃含量降低的幅度增加。催化裂化汽油改质后，烯烃含量大幅下降，异构烷烃和芳烃含量有较大幅度的增加，烯烃含量可以降低到汽油新标准的要求，辛烷值基本维持不变，并且汽油收率高，液体收率维持在98．5％以上，(干气 焦炭)产率损失小。     

几种新型分子筛对催化裂化汽油的改质性能研究

在固定床微反装置上,对比考察了几种新型分子筛材料对催化裂化汽油的催化改质反应性能及β沸石在不同反应温度下的催化反应规律。结果表明,β沸石具有较好的异构化和芳构化能力,并随反应温度的升高,其裂解和芳构化能力逐渐增强,异构烃产率逐渐降低;工业低硅ZSM-5型分子筛的裂化活性较强;催化裂化汽油经改质后其烯烃含量均有所降低,且辛烷值基本不变。     

小型提升管反应器上甲醇与流化催化裂化汽油混炼改质的研究

在小型提升管流化催化裂化(FCC)装置上,使用FCC催化剂,进行了甲醇与FCC汽油的混炼实验,考察了反应温度、甲醇与FCC汽油的质量比(混炼比)及甲醇不同进料位置对精汽油族组成、裂化气组成和液体收率的影响。实验结果表明,甲醇与FCC汽油共混进料的反应效果优于甲醇提前或延后FCC汽油进料时的反应效果;甲醇与FCC汽油混炼在改善汽油质量的同时,有利于增产裂化气和提高液体收率。甲醇与FCC汽油混炼的适宜条件为:反应温度400~420℃、混炼比为5%~10%、剂油比10~12。在此条件下,FCC汽油烯烃含量下降50%以上,液体收率增加3%左右,裂化气中干气质量分数小于1.5%,精汽油与液化石油气收率之和达到98%以上。     

降低催化裂化汽油烯烃助剂的实验研究

在中型提升管试验装置上研究了降低催化裂化汽油烯烃助剂的应用效果。结果表明在催化裂化过程中,使用一定量的洛阳石油化工工程公司炼制研究所开发的降烯烃助剂,可以将催化裂化汽油中烯烃体积分数从45％降低到35％以下,并且还能在一定程度上提高催化裂化汽油的辛烷值,使用该助剂基本上不影响液体收率,但轻质油收率略有降低,液化石油气收率略有增加。该助剂还具有良好的水热稳定性、抗磨损性及合适的粒度分布。     

提高汽、柴油收率的两段提升管催化裂化动力学模型研究及应用

 建立了提高汽、柴油收率的两段提升管催化裂化六集总动力学模型，根据小型提升管催化裂化装置的实验数据求取了动力学参数，并用Runge-Kuta方法对模型进行了求解。模型对两段提升管催化裂化技术进行计算的结果表明，一段的反应深度影响产品的产率和选择性，两段技术可以提高汽、柴油的产率，选择性和柴/汽比，降低干气和焦炭产率。与单段提升管催化裂化技术相比，当转化率为80%时，两段技术汽、柴油产率提高6.65%，选择性提高8.31%，柴/汽比由单段的0.71提高到1.07；当转化率为90%时，两段技术汽、柴油产率提高20.8%，选择性提高23.19%，柴/汽比提高到0.89。采用两段提升管技术，以汽、柴油作为目的产物时，汽、柴油的最大产率比单段提升管技术提高11.65%，选择性提高2.09%；以汽、柴油+液化气为目的产物时，汽、柴油+液化气的最大产率提高8.69%，汽、柴油的选择性提高16.87%，液化气的选择性则下降13.62%。     

FDFCC工艺中汽油提升管催化裂化反应动力学模型研究

利用中国石化长岭分公司1号催化裂化装置实测数据，采用集总理论研究FDFCC工艺汽油提升管内的催化反应行为。根据集总原则，将汽油提升管内反应系统的原料和产品按馏程及烃族组成划分为九个集总组分，通过合理简化反应网络，建立九集总反应动力学模型，并求取25组反应动力学参数，并对不同性质原料在不同操作条件下的产品分布进行验证。结果表明，该模型能较好预测汽油产品组成及液化气中高附加值的丙烯产率。对FDFCC模型的进一步开发研究和FDFCC工艺的汽油降烯烃生产具有一定的指导意义。     

FCC 汽油烯烃双分子裂化反应及其与双分子氢转移反应之比的研究

以催化裂化汽油为原料在不同类型的催化剂上进行了催化转化试验，探讨了不同类型的氢转移反应在烯烃转化中的作用。结果表明，汽油烯烃在不同类型的催化剂上发生裂化反应强弱及其与氢转移反应之比大小是不同的；再生催化剂有利于裂化反应，有利于提高裂化反应与氢转移反应之比；较高的反应温度和较高的重时空速有利于裂化反应，有利于提高裂化反应与氢转移反应之比。     

面向未来，我国生产汽油的技术路线的选择

文章分析了我国炼油企业生产汽油的装置结构现状和面临的挑战,指出要从我国汽油生产的现状出发,结合未来的石油资源供应形势、汽油的消费需求、环保法规对汽油质量和炼油企业清洁生产的要求,选择好汽油生产的技术路线。一要积极采用加氢裂化-催化重整的流程组合,二要重视催化原料加氢预处理-催化裂化-催化汽油后精制的流程组合,三要重视利用液化气资源发展液化气芳构化、丁烯-异丁烷烷基化、异丁烯叠合工艺,四要重视轻石脑油异构化工艺。     

增产碳四烯烃催化裂化催化剂的工业应用

基于不同催化材料对重油裂化性能和碳四烯烃选择性影响的差异,开发了选择性增产碳四烯烃的催化裂化催化剂HBC。HBC催化剂在中国石化石家庄炼化分公司3号催化裂化装置上进行了工业应用,标定结果表明：采用该催化剂后,碳四烯烃收率增加0.52～0.82百分点,液化气中碳四烯烃质量分数增加1.90～3.09百分点,汽油收率增加0.44～1.74百分点,总液体收率增加,焦炭选择性改善。体现了HBC催化剂既具有优异的碳四烯烃选择性,又具有较强的新鲜原料重油裂化能力的特点。     

Propyl Max/CX助剂在重油催化裂化装置的应用

介绍了美国Intercat公司生产的Propyl Max/CX增产丙烯助剂在中国石油大连石化公司140万t/a重油催化裂化装置的工业应用情况。结果表明,在原料性质和操作条件相近的情况下,当Propyl Max/CX助剂占系统催化剂藏量的4.5%时,丙烯产率由4.47%上升到7.97%,液化气产率提高了3.62个百分点,而干气产率基本不变,汽、柴油产率分别降低了0.9,4.0个百分点,前者研究法辛烷值(RON)增加了1.8个单位,后者十六烷值降低了2个单位;使用Propyl Max/CX助剂后,液化气和丙烯增产显著,年增加经济效益近1.12亿元,且生产工艺操作平稳,对干气、液化气、汽油和柴油的品质基本无影响,对系统催化剂的流化和环境也没有不良影响。     

劣质重油高选择性催化裂化(RTC-G)技术开发

为了达到劣质重油催化裂化多产汽油和低碳烯烃的目的,基于拟全浓相、拟均温、拟匀速反应概念,提出使用快速流化床反应器对劣质重油原料进行催化裂化的思路。以中国石化济南分公司2号催化裂化装置原料油为原料,进行了快速流化床反应器催化裂化反应研究,开发了劣质重油原料高选择性催化裂化(RTC-G)技术。研究结果表明：相比于提升管反应器,使用快速流化床反应器催化裂化时的液化气产率和汽油产率分别高2.33百分点和0.35百分点,干气产率低0.34百分点,产品转化率和高价值产品选择性均有一定优势。在快速流化床反应器内选用适当的催化剂,可使劣质重油催化裂化的液化气产率达25.52%,丙烯产率达11.84%。     

CS-Ⅱ型重油催化裂化进料喷嘴的工业应用

沈阳石蜡化工有限公司450kt／a催化裂解装置在2007年9月大修时,换用CS-Ⅱ型重油催化裂化进料喷嘴。在原料性质变差,其它操作条件不变的情况下,液化石油气、汽油和柴油收率之和比改造前提高了1．47个百分点,生焦率降低了0．93个百分点,干气产率降低了0．47个百分点,产品性质基本没有变化,装置运行平稳。CS-Ⅱ型重油催化裂化进料喷嘴的应用,增加了目的产品收率,提高了装置处理能力,降低了装置综合能耗,经济效益达1307．51×10^4RMB￥。