环烷烃催化裂解制低碳烯烃研究进展

综述了不同环烷烃催化裂化反应途径及主要影响条件,在催化裂解下双环及多环的开环反应容易发生,生成含单环环烷烃的裂解产物。在环烷烃的转化当中存在裂化反应和氢转移的竞争关系,当环烷烃与链烷烃共存时,会影响链烷烃的低碳烯烃收率和选择性。环烷烃催化裂解制低碳烯烃的关键是单环环烷烃的开环和抑制氢转移反应。用于富含环烷烃原料催化裂解的催化剂应具有高的开环和裂化能力以及低的氢转移能力。     

催化裂解多产低碳烯烃工艺技术进展

介绍了不同原料、不同催化剂的各类催化裂解工艺的技术特点和工业应用情况,提出了催化裂解工艺应关注的问题及发展建议。     

大庆常压渣油催化裂解反应规律研究

采用小型固定流化床实验装置,以大庆常压渣油为原料,针对Ca-Al裂解催化剂,详细分析了催化裂解气体产品和液体产品的组成,考察了反应温度、剂油比、水油比和停留时间对裂解产物分布的影响。发现各操作条件对大庆常渣催化裂解产物分布具有不同程度的影响,其中反应温度的影响最大;随反应温度的升高,乙烯产率单调增加,而丙烯、丁烯和总低碳烯烃产率均存在一个最大值。在优化的操作条件下,乙烯质量产率可达25%,总低碳烯烃质量产率超过50%。     

生物质裂解油催化裂解精制

在HZSM-5催化剂存在的条件下，生物质裂解油在固定床反应器内进行了催化裂解. 实验研究了精制生物油的产率受温度、催化剂粒度、质量空速、溶剂诸因素的影响程度. 在较佳的反应条件下，即质量空速3.7 h-1、温度380℃时，获得了较高的精制生物油产率(44.68%). 产物分析表明，精制油中的含氧化合物如有机酸、酯、醇、酮、醛的含量大大降低，而不含氧的芳香族碳氢化合物和多环芳香碳氢化合物含量有所增加.     

轻汽油催化裂解反应研究

对高硅铝比ZSM-5分子筛进行成型和改性制得催化剂,并应用于轻汽油催化裂解制低碳烯烃反应。借助XRD、SEM、N_2吸附-脱附和NH_3-TPD等表征手段研究了分子筛原料和裂解催化剂的结构特征。实验结果表明,高于500℃的温度条件下,轻汽油中烯烃可以在催化剂上直接裂解,生成包括乙烯、丙烯和丁烯在内的低碳烯烃。原料组成对轻汽油催化裂解反应的产物分布影响明显,烯烃含量较高且碳数较低的原料更有利于反应的进行。高温和低空速有助于轻汽油转化和低碳烯烃生成。在温度540℃,压力0.05 MPa和质量空速16 h~(-1)的条件下,轻汽油中烯烃转化率可达69%,低碳烯烃总产率超过87%。     

反应温度对汽油催化裂解多产低碳烯烃的影响

利用自制的多产低碳烯烃催化剂在小型固定流化床装置上对催化裂化汽油、焦化汽油和直馏汽油的催化裂解性能进行了实验研究,考察了反应温度对催化裂解产物分布和低碳烃收率的影响.实验结果表明焦化汽油、催化汽油和直馏汽油最佳的催化裂解反应温度分别为580、600℃和680℃,随着反应物活性的降低而显著增加.乙烯的收率随着反应温度的升高呈抛物线增长;烯烃与正构烷烃有协同反应作用,烯烃能够加速正构链烷烃的反应速率;在烯烃存在下,芳烃会生成大量的焦炭;烯烃和链烷烃是生成低碳烯烃的主要来源,是催化裂解的理想组分;最佳催化裂解的反应物为催化汽油或者焦化汽油的轻馏分与直馏汽油的轻馏分的混合物.     

催化裂解多产低碳烯烃研究进展

本文从市场需求、催化裂解工艺、反应机理及裂解催化剂等几个方面综述了催化裂解多产低碳烯烃的研究进展,指出深入研究催化剂孔性质及酸性质与催化裂解性能之间的关系,设计具有梯级孔道分布,活性中心高度可接近性的新型催化剂,将会对低碳烯烃生产发挥重要的作用。     

催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展

重点介绍了现有催化裂解制烯烃技术的优缺点，对相应的裂解催化剂与反应机理进行了阐述，同时简述了催化裂解技术未来发展应关注的研究内容。     

催化裂解制低碳烯烃的研究及工业应用

文章详细叙述了催化裂解制低碳烯烃的反应机理、催化裂解催化剂的分类与近几年的研究成果,讨论了影响催化裂解反应产物分布的因素,举例介绍了近十年来开发研究的新型催化裂解制低碳烯烃工艺和国内外催化裂解工业的发展情况。     

生物质快速裂解油的催化裂解精制

在固定床反应器内采用不同催化剂进行了生物质快速裂解油的催化裂解。在温度340～420℃,质量空速2．9～5．6h^-1的条件下考察了催化剂、温度、重量空速诸因素对精制各产物产率的影响。结果表明,在重量空速3．7h^-1,温度380℃时,获得了较高的精制生物油产率,44．68％;用HZSM-5(50)催化剂得到了较高的有机相产率;而用高岭土催化剂时结焦量较低。催化剂再生实验表明,结焦是催化裂解中致使催化剂失活和使用寿命降低的主要原因。产物分析表明,精制油中的含氧化合物如有机酸、酯、醇、酮、醛的含量大大降低,而不含氧的芳香族碳氢化合物和多环芳香碳氢化合物含量增加了。     

Influence of feed properties and reaction conditions on catalytic pyrolysis of gas oils and heavy oils

The catalytic pyrolysis of gas oils and heavy oils over catalyst CEP-1 was investigated in a confined fluidized bed reactor. The influence of feed properties and reaction conditions on product yield and distribution was studied. A feed property parameter (P_FP) is proposed to characterize the pyrolysis performance of gas oils and heavy oils. The pyrolysis performance of the feed is considered desirable for P_FP above 15, and undesirable for P_FP below 10. A reaction extent function (F_S) dependent on the reaction temperature, residence time and weight ratios of catalyst-to-oil and steam-to-oil is also proposed to describe the reaction conditions of catalytic pyrolysis. A correlation model is established to predict the product yield of catalytic pyrolysis of gas oils and heavy oils on the basis of P_FP and F_S. The correlation coefficients were estimated by least square regression analysis of the experimental data. The correlation model shows good calculation accuracy.     

催化热裂解工艺机理及影响因素

分析了催化热裂解过程的反应机理及乙烯和丙烯形成的反应,乙烯和丙烯均可通过热裂解和催化裂解生成.讨论了影响乙烯、丙烯产率的因素:与USY和REY相比,使用ZSM-5催化剂能够提高乙烯、丙烯产率,磷改性ZRP-1经碱土金属改性后,可进一步提高乙烯和丙烯的产率.提高反应温度和降低剂油比,能够提高热裂解和催化裂解的比例,有利于乙烯产率的提高;增加蒸汽量能够减少焦炭产率,提高乙烯和丙烯产率.     

催化裂解反应条件对产物收率的影响

增产低碳烯烃、轻质芳烃等产物是催化裂解技术发展的趋势,反应条件是影响催化裂解产物分布的关键因素。介绍催化裂解过程涉及的反应机理,概述反应温度、剂油质量比、停留时间(空速)、水油质量比等反应条件,裂解装置和原料油性质对产物收率的影响,结合工业实例分析反应条件对产物收率的影响。     

植物油脂裂解催化剂的合成及其催化性能研究

选用典型的高含油光皮树果实,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂KF/CaO催化裂解制备生物燃料油,并通过FTIR、XRD、SEM、CO2-TPD等对催化剂进行表征。对催化裂解后气相产率、液体油产率和固相产率的变化来验证催化剂的催化性能,考察催化剂用量、裂解反应时间和裂解反应温度对产物产率的影响。实验结果表明,在催化剂用量1.2%、反应温度500℃、反应时间为45min的条件下,实测生物燃料油产率可以达到82.56%。     

乙基环己烷催化裂解制低碳烯烃反应动力学

利用小型固定床实验装置研究了乙基环己烷在基于ZSM-5分子筛介孔催化剂上的裂解性能,发现乙基环己烷具有较好的裂解性能,原料转化率在80%以上,乙丙烯收率（质量分数）可达41%,低碳烯烃收率（质量分数）接近50%,液体产物主要是苯、甲苯、二甲苯等芳香烃。同时考虑乙基环己烷催化裂解过程中的热反应与催化反应,建立了包含14个反应的动力学模型。基于4个反应温度下的裂解实验数据,求取了反应动力学模型的参数。求得的表观活化能均在90 kJ·mol^-1以下,主要组分收率的模型预测值与实验值的平均相对误差不高于10%。     

Reaction performance of FCC slurry catalytic cracking

The condensation of heavy hydrocarbon causes the coke formation inside the disengager vessel. Slurry oil is the heaviest component of FCC hydrocarbon products and most likely to be condensed to form coke. Converting slurry to lighter hydrocarbons can alleviate coke formation. The slurry cracking experiments were carried out in a confined fluidized bed reactor. The results showed that the crackability of slurry was lower than that of FCC feedstock, due to the difference of their properties. About 30 wt.% heavy oil remained in the product after the slurry was cracked, but its end point declined and the heavier component decreased. The comparison of slurry cracking results at different reaction temperatures and regenerated catalyst contents indicated that the appropriate operating conditions for slurry conversion were the reaction temperature of 500 °C and the regenerated catalyst content within 25–50 wt.%.     

面向产品分布协调的两段提升管催化裂解多目标优化

根据两段提升管重油催化裂解过程工艺特点和经济运行要求，基于过程机理模型，考虑多种约束条件，构造了同时最大化丙烯、汽油产量以及最小化干气产量的多目标操作优化问题，并采用标准化法向约束方法求解获得了完整、均匀分布的Pareto最优解。仿真结果表明，多目标优化结果可以定量地描述出丙烯、汽油和干气收率间的最优折中，以及操作变量、约束条件对产品分布的影响，可以为过程优化操作提供指导。     

油页岩催化热解气态产物析出特性

采用气相色谱仪和微量硫分析仪在铝甑干馏炉上考察了不同催化剂作用下油页岩热解干馏气和含硫化合物的析出特点。结果表明:催化热解降低了干馏气的产率,不同催化剂对干馏气组成的影响不同;Ni2O3和环烷酸钴促进氢气的析出,降低了CH4的析出;13X分子筛促进烃类析出,Ni2O3和活性白土降低了烃类的析出。催化剂促进了CO2的析出,但对CO析出的影响较小。与常规热解相比,催化热解促进了油页岩干馏气中含硫化合物的析出,皂土和Mo S2的促进作用最大,总硫析出量比常规热解提高4.58倍和3.95倍;活性白土和环烷酸钴的促进作用较常规热解提高了64.01%和32.95%。     

生物质炭化热解气催化重整制取费-托合成气研究进展

生物质热解气是一种高热值的可燃气体,具有重要的开发利用价值,但由于其复杂的组分,多焦油和CO₂、CH₄等成分对热解气化过程以及相关的设备都有较大的危害,而冷凝下来形成的黏稠液体易造成管道堵塞,直接燃用产生的炭黑会造成环境污染,成为制约热解气进一步开发利用的主要因素。本文分析了热解气催化重整制取费-托合成气的可行性,分别介绍了连续和分段式热解-催化重整设备,镍基、钙基、铁基、碱金属类、生物炭等催化剂,以及热解气分离提纯技术等方面的研究现状,分析了目前热解气制取费-托合成气研究中存在的催化重整设备规格不统一、缺乏相关的行业标准、不同催化剂与催化剂助剂的催化重整效果、机理尚不明确等问题,并提出了采用分段式热解-催化重整设备,并以炭化产品生物炭作为催化重整催化剂的未来研究方向,开辟了生物质炭化热解气开发利用的新途径。     

轻烃催化裂解制低碳烯烃反应规律与原料特征化

利用小型固定床实验装置对比研究了轻烃模型化合物的催化裂解性能,从优到劣的顺序依次是正构烯烃、正构烷烃、环烷烃、异构烷烃、芳香烃。正构烷烃、异构烷烃与环烷烃催化裂解的总低碳烯烃收率有较大差别,但是总低碳烯烃选择性却均在56.57%左右。研究了直馏石脑油的催化裂解性能,发现乙丙烯收率和总低碳烯烃收率随反应温度的升高及重时空速的降低而逐渐增大;在反应温度680℃、重时空速4.32 h^-1和水油稀释比0.35的条件下,乙丙烯收率35.87%（质量）,总低碳烯烃收率为41.94%（质量）。针对轻烃催化裂解提出了原料特征化参数KF,它是原料H/C原子比、相对密度与分子量的函数,能较好地表征轻烃原料的催化裂解性能。