C4烃类裂解制烯烃技术开发

介绍中石化洛阳工程有限公司C4馏分催化裂解生产烯烃的工艺技术开发情况。在中型试验装置上对C4馏分催化裂解生产烯烃的工艺条件进行了考察,结果表明,在600～650℃的反应温度下,丁烷的转化率为33%～52%,丙烯+乙烯的选择性为25%～45%,甲烷的选择性为8%～19%;在570℃的反应温度下,丁烯的转化率及乙烯、丙烯的选择性均较高,丙烯+乙烯的单程收率达到48.38%;如果将未反应的烯烃及生成液体产物中的烯烃进行循环裂解,乙烯+丙烯的收率可高达69%;在600℃的反应温度下,丁烯裂解生成的汽油中,芳烃的质量分数为87.6%,三苯(苯、甲苯、二甲苯)的质量分数为67.59%。     

C4烯烃转化制丙烯工艺及催化剂研究

目的 开发C₄烯烃催化裂解制丙烯工艺和催化剂制备工艺技术,完成小试和工业侧线试验。方法 采用固定床评价装置考查了催化剂配方、改性及工业条件对催化剂活性、选择性、稳定性能的影响。结果 以ZSM-5分子筛为活性组分的催化剂在C₄烯烃转化制丙烯反应中具有较好的活性、选择性、稳定性和再生性,磷的引入未改变催化剂的晶型结构,但降低了催化剂酸性位点数量,并调节了催化剂的n(B酸)/n(L酸),随着磷负载量增加到5%(w),分子筛中磷与铝的相互作用逐渐增强,磷可以和骨架铝和非骨架铝相互作用。结论 C₄烯烃的转化率达到80%以上,丙烯的选择性达到35%～45%,催化剂的单程寿命达到一个月以上,且经再生后,再生恢复率达95%。     

混合C4烯烃催化裂解制丙烯

以固定流化床工艺研究了不同硅铝比的改性ZSM-5分子筛对混合C4烯烃催化裂解制丙烯、乙烯的影响,并进行了工艺条件实验.结果表明,提高分子筛催化剂的硅铝比对丙烯选择性有利,而乙烯的选择性降低;在温度550℃、空速10 h-1、水油质量比0.6/1的条件下,丙烯收率31%,选择性45.6%.适量磷改性的催化剂在经过700℃17 h的水热老化后,丙烯的收率仍达到28%以上,表现出良好的水热稳定性.     

SiO_2改性HZSM-5催化剂催化C_4烯烃裂解生产丙烯

利用硅油对HZSM-5分子筛进行液相沉积S iO2改性,制备了S iO2/HZSM-5催化剂(简称催化剂);考察了S iO2沉积量及反应条件对催化剂催化C4烯烃裂解生产丙烯性能的影响;采用X射线衍射、N2等温吸附-脱附、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、吡啶吸附-脱附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,在HZSM-5分子筛上沉积SiO2调变了催化剂的孔结构和酸性,SiO2沉积量影响催化剂的性能,当SiO2沉积量为7.0%(质量分数)时,催化剂具有适当的孔结构和酸性,催化剂的性能较好。在530℃、0.1MPa、原料重时空速2.0 h-1、催化剂中SiO2沉积量7.0%的条件下,C4烯烃转化率为42.9%,丙烯收率为28.3%。     

不同组成C4的催化裂解反应规律

在小型固定流化床装置上考察了3种组成差异较大的C₄催化裂解反应性能,以及催化剂性质对C₄催化裂解反应的影响。实验结果表明,C₄中烯烃的含量越高,转化率、乙烯和丙烯产率越高;催化剂具有更高的活性、更大的比表面积和孔体积、更高的酸量及较低的金属含量有利于C₄烯烃的转化,并生成更多的乙烯和丙烯。在催化裂解过程中,只需考虑C₄烯烃的转化及其对乙烯和丙烯的贡献。C₄烯烃低聚生成的C₈碳正离子先裂解生成1分子丙烯和1分子戊基碳正离子,戊基碳正离子与C₄烯烃进一步发生低聚反应生成C₉碳正离子或不再发生反应,使得产物的丙烯/乙烯摩尔比大于2。对C₄进行预处理或开发其他反应与催化裂解耦合的新技术,能够有效提高C₄的利用率以及乙烯和丙烯的产率。     

催化裂解工艺影响丙烯产率的因素

通过对ＤＣＣ－１工业装置数据的归纳、分析，指出该工艺影响丙产率的工一发压外的客项因素逐一进行了分析，论证，了适合丙烯生产闻佳产率的操作条件。     

裂解C5烯烃醚化反应的开发与应用

综述了C5烯烃中异戊烯和环戊烯醚化反应的合成工艺以及甲基叔戊基醚和甲基环戊基醚的研究和发展前景。探讨混合C5中的异戊烯和环戊烯同时与甲醇发生醚化反应的可行性,提出通过改进甲基叔戊基醚合成的催化体系来促进C5中的异戊烯和环戊烯同时发生醚化反应,进而分离出高附加值产品甲基环戊基醚(CPME)和高辛烷值汽油组分甲基叔戊基醚(TAME),是裂解汽油副产C5馏分开发的重要方向。     

石油裂解汽油烯羰化酯化制C7～C9混合脂肪酸酯

用八羰基二钴/吡啶为催化剂，以炼油厂蜡裂解汽油烯为原料，进行羰化酯化反应合成C     

混合C4催化裂解生产低碳烯烃研究

在小型固定床上考察了混合C4催化裂解生产低碳烯烃的反应条件以及不同硅铝比催化剂对目的产物收率和选择性的影响.实验结果表明,在温度550℃、催化剂装量1 g、原料和水的流量分别为25ml/min和0.02 ml/min时,目的产物的收率和选择性较高;同时,催化剂硅铝比较低对生产乙烯有利,硅铝比较高对生产丙烯有利.     

重油催化裂解C4烃的二次裂解性能研究

针对重油催化裂解的C4利用小型固定流化床试验装置,考察了其在CEP-1催化剂上的二次裂解性能,详细分析了产物分布随反应温度的变化规律。结果表明,C4烃仍然具有较好的催化裂解性能,乙烯产率随反应温度的升高逐渐增加,而丙烯产率在660℃附近出现最大值,乙烯与丙烯总质量产率在660℃接近36％。推导建立了烃类催化裂解消失动力学模型,求取了C4烃催化裂解的消失反应速率常数、频率因子和活化能。     

烯烃催化裂解增产丙烯催化剂

以ZSM - 5分子筛为催化剂 ,通过烯烃的催化裂解高选择性地制备丙烯。合成了粒径在 0 2～ 30 μm之间的 3种晶粒的ZSM - 5分子筛 ,并考察了它们在烯烃裂解反应中的催化性能。结果表明 ,提高反应温度有利于提高目的产物丙烯的收率 ,小晶粒的分子筛具有更强的容碳能力和更好的催化稳定性。     

催化裂化C_4烃催化转化增产丙烯

在小型固定流化床实验装置上,考察了4种有代表性的催化裂化C4烃在普通催化裂化催化剂上增产丙烯的反应规律,并对普通催化剂以及加入助剂时丙烯收率的变化进行了初步探索。实验结果表明,C4烃在反应温度为400~600℃内的催化转化,主要遵循正碳离子反应机理,C4烃部分催化转化生成丙烯;C4烃中的烷烃几乎不参加反应;低温对异丁烯和正丁烯转化有利,高温对2-丁烯转化有利;异丁烯的最佳反应温度为450℃左右;加入质量分数10%的LCC-A增产丙烯助剂,丙烯收率和芳烃收率分别提高到10%左右。     

碳四烯烃催化裂解制低碳烯烃反应性能的研究

以ZSM-5分子筛为催化剂,1-丁烯为碳四烯烃模型化合物,考察温度对烯烃催化裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响。结果表明,空速0.8h-1时,丙烯收率在580℃附近出现最大值,乙烯收率随温度升高而呈线性增加。同时,碳四烯烃催化裂解机理分析指出,丁烯裂解过程主要经历异构化、聚合、裂解的反应历程,并通过数据演算对机理网络进行了验证,取得了较好的一致性。     

碳五烯烃裂解制取丙烯/乙烯热力学分析及反应性能的研究

采用最小吉布斯自由能法对C2~5烯烃构成的热力学网络进行平衡状态计算,并与ZSM-5催化剂上C5烃催化裂解过程的实验结果进行比较。研究结果表明,乙烯平衡收率随反应温度的升高而增大,尤其在温度高于500℃时增幅增大。压力为0.03 MPa时,在560~580℃内丙烯平衡收率达到最大值42.3%;压力为0.10 MPa时,在630~650℃内丙烯平衡收率达到最大值41.7%。0.03 MPa和0.10 MPa时,C4烯烃平衡组成均在400℃附近达到最大值,分别为43.0%和42.2%。ZSM-5催化剂上C5烃催化裂解产物中C2~5烯烃质量分数随温度的变化表现出与热力学一致的变化规律。C5烯烃裂解过程中热力学因素起主导作用,建议反应压力为0.03 MPa时反应温度选取450~620℃;反应压力为0.10 MPa时反应温度选取480~650℃。     

烯烃转化生产丙烯的研究进展

介绍了烯烃经歧化反应和催化裂解生产丙烯的方法,列举了国内外各大化工企业在该领域的研究及应用状况。烯烃歧化反应工艺适合于大规模生产丙烯,该技术可与传统的蒸汽裂解工艺以及其他各种丙烯增产技术相结合,具有生产灵活、经济效益好的优点。具有代表性的为ABB Lummus公司的OCT工艺。与烯烃歧化工艺相比,将碳四、碳五烯烃通过分子筛催化裂解生产丙烯和乙烯的工艺无需消耗乙烯原料,从经济上更具有竞争力。具有代表性的为Superflex工艺。在我国发展烯烃转化技术,合理利用碳四、碳五烯烃对于提高企业经济效益和充分利用有限资源十分有益。     

碳四烯烃催化裂解制丙烯和乙烯

以超细SiO_2为载体、高硅铝比的ZSM-5分子筛为活性组分,通过挤条成型制成ZSM-5/SiO_2催化剂,用MgO、CaO和B_2O_3对催化剂进行改性,考察了催化剂的稳定性,并采用XRD和SEM对催化剂进行了表征。表征结果显示,成型、改性和蒸汽处理对ZSM-5分子筛的晶型没有造成影响。实验结果表明,经CaO-B_2O_3改性后再在600℃、常压、蒸汽重时空速1h~(-1)的条件下处理24h的Cao-B_2O_3/ZSM-5/SiO_2催化剂的稳定性较好;采用该催化剂,在520℃、0.1MPa、水与碳四原料质量比0.2、重时空速3h~(-1)的条件下连续反应25d,反应产物组成稳定,碳四烯烃转化率大于65%,丙烯收率大于31%,乙烯收率大于6%,催化剂的积碳量(质量分数)为4.0%。     

ZSM-5分子筛的碳四裂解性能及积碳研究

以1,6-己二胺为模板剂,在水热体系中合成了不同硅铝比的ZSM-5分子筛,考察了该系列分子筛的碳四烯烃裂解反应性能。实验结果表明,与低硅铝比的ZSM-5分子筛相比,高硅铝比的ZSM-5分子筛具有更高的稳定性及丙烯选择性,是更适合碳四烯烃裂解制丙烯的催化剂。采用13C CP-MAS NMR、Raman光谱、DTG和元素分析等多种表征手段对ZSM-5分子筛的积碳进行了研究。表征结果显示,ZSM-5分子筛中积碳量以及积碳类型均随反应时间的延长而发生明显的变化,积碳量随反应时间的延长而增加;积碳类型初期主要以脂肪族碳氢化合物为主,随反应的进行,积碳类型向芳香族碳氢化合物及类石墨型积碳转变。     

烯烃催化裂解制低碳烯烃技术的研究进展

综述了近年来烯烃催化裂解制低碳烯烃技术的研究进展,介绍了目前国内外多家公司开发的烯烃催化裂解工艺和催化剂的研究进展,重点介绍了烯烃催化裂解制低碳烯烃反应的主要催化剂 ZSM-5分子筛催化剂的研究进展,包括分子筛的晶粒大小、硅铝比、添加改性剂和水蒸气处理等对催化剂性能的影响。建议结合我国实际情况加快该技术的工业化研究进程,为有效利用我国炼厂和乙烯厂 C_(4～8)低价值烯烃及拓展低碳烯烃来源提供技术支撑。     

催化裂化多产丙烯工艺

综述了国内外催化裂化多产丙烯工艺的特点、产品分布、催化剂及工业应用情况。详细介绍了中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院开发的多产液化气和柴油的工艺、多产低碳烯烃的重油深度催化裂化工艺、重油直接制取乙烯和丙烯的催化热裂解工艺及西安交通大学、中国石化集团洛阳石油化工工程公司等单位联合开发的灵活多效双提升管催化裂化工艺。