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.     

烃类裂解结焦机理的研究

烃类高温裂解生产乙烯过程中，炉管管壁结焦不仅导致传热系数下降，压力降增大，管子腐蚀，还会堵炉管，影响裂解炉正常运转，因此研究结焦机理，从而更有效地抑制结焦 一直受到们的重视。结焦过程主到不同形式的焦油和炭的复杂过程，虽报道的文章很多，但确切机理不清楚。目前综合国内外的有关文献报道，对烃类热裂解过程中的变机理进行了详细综述，着重阐述了以金属碳化物中间产物的金属催化反应，即金属催化结焦；非催化结焦；自     

催化裂化结焦反应的研究进展

综述了近年来催化裂化结焦反应的研究进展情况,重点介绍了结焦反应的影响因素、焦炭对催化反应的影响、结焦机理以及焦炭的表征4个方面。研究认为,原料的性质、反应温度、催化剂的类型等因素均会对焦炭的生成产生影响。焦炭可以导致催化剂的失活,而位于孔道内部的焦炭对反应物或产物的扩散不利,进而影响产物的分布。研究表明,各种烃类组分形成焦炭的过程都必须经历芳香烃这一步。对于结焦催化剂可以采取多种表征手段,其中利用XPS以及GC-MS对焦炭进行表征的报道日益增多。尽管国内外对于催化裂化结焦反应的研究开展较早,然而探究焦炭的具体成分仍存在不小的困难,通过先进的表征手段鉴定焦炭中高缩合度芳烃组分以及如何减小催化裂化催化剂的结焦量将成为未来的研究方向。     

烃类裂解结焦机理的研究

烃类高温裂解生产乙烯过程中 ,炉管管壁结焦不仅导致传热系数下降 ,压力降增大 ,管子腐蚀 ,还会堵塞炉管 ,影响裂解炉正常运转 ,因此研究结焦机理 ,从而更有效地抑制结焦一直受到人们的重视。结焦过程涉及到不同形式的焦油和炭的复杂过程 ,虽报道的文章很多 ,但确切机理尚不清楚。目前综合国内外的有关文献报道 ,对烃类热裂解过程中的结焦机理进行了详细综述 ,着重阐述了以金属碳化物为中间产物的金属催化反应 ,即金属催化结焦 ;非催化结焦 ;自由基结焦三种结焦机理。同时叙述了用此三种结焦机理如何解释实验室和工业装置的结焦状况。为进一步探索结焦机理开发新的结焦抑制技术奠定了一定的基础。     

芳烃模型化合物的热转化机理研究进展

在煤和石油加工过程中,芳烃是重要的生焦初始反应物或中间产物。采用热处理方法制备优质炭材料,如针状焦、碳纤维等,反应过程主要是芳烃的热转化行为,包括缩合和裂解等复杂的反应历程。本文综述了近年来国内外学者采用芳烃模型化合物对芳烃液相非催化热转化反应机理的研究,重点介绍了萘、蒽、菲、芘、芴模型化合物的热转化反应机理,并总结了芳烃热转化反应规律。同时,对采用芳烃模型化合物进行共炭化研究进行了概述。通过对比国内外研究进展,指出国内相关研究存在的问题。基于芳烃模型化合物研究现状,展望了采用模型化合物研究芳烃热转化反应机理的发展趋势。现有研究存在理论计算与实验研究相孤立的问题,因而要加强模型化合物分子模拟计算与实验研究的结合。同时,充分利用现代精密分析仪器对实验产物进行分子水平的解析。     

结焦抑制剂存在下轻柴油结焦反应的动力学研究

研究了结焦抑制剂上轻柴油裂解的结焦反应动力学，结果表明裂解反应的结焦前兆体是乙烯、丙烯和芳烃，进而首次建立了该体系的动力学模型。结果可用于模拟或预测结焦抑制剂上裂解炉炉的焦炭分布及运转特性。     

乙烯裂解炉的操作调优

在裂解炉中进行轻柴油裂解,由于二次反应生成的高沸点组份凝聚,而出现结焦现象。研究表明,结焦有两个途径:一个是裂解过程中生成的小分子不饱和烃,在600～1000℃温度下发生聚合、脱氢缩合反应;另一个是原料中的芳烃,以及裂解过程中由小     

烃类热裂解结焦抑制剂的研究

一、前言烃类热裂解总是有焦生成。烃类裂解过程中焦的形成主要有三个来源:由原料中胶质和沥青质形成的焦炭;气相裂解气二次反应形成的焦;以及由于水力学原因在器壁上形成的焦炭。由于焦沉积在炉管壁上,因而影响了热量的传递,增加了系统压力,甚至     

正辛烷催化裂解反应规律及热力学分析

为了详细分析石脑油中正构烷烃的催化裂解行为,文中以正辛烷为原料,首先进行了单分子裂化反应的热力学分析,然后选择2种不同的催化剂,在固定床微反装置上考察了反应温度对正辛烷催化裂解的影响,计算了裂化机理比率及氢转移系数。结果表明:正辛烷单分子裂化反应易发生在中间的C—C键,直接生成氢气的反应难以发生; ZSM-5分子筛有利于单分子裂化反应,产物中烯烃的选择性较高,但是转化率过低; USY分子筛具有较高的转化率,但是因为氢转移能力较强,产物中烷烃的选择性太高。提高反应温度,有利于单分子裂化反应的发生,同时可以抑制氢转移反应。     

重油催化裂化沉降器结焦的研究进展

分析了重油催化裂化 (RFCC)沉降器结焦的影响因素和机理。反应油气中含有催化剂颗粒以及油气中重组分的冷凝是沉降器结焦的物理因素 ,而重芳烃、胶质、沥青质的高温缩合和油气中烯烃和二烯烃的环化聚合反应则是沉降器结焦的化学因素。通过对液相重组分高温缩合机理、相分离生焦机理和自由基反应机理等沉降器结焦机理的分析 ,认为沉降器中油气的气、液相分别遵循不同的结焦历程 ,抑制沉降器结焦的关键在于抑制反应油气中重组分的冷凝和缩短反应油气的停留时间     

The chemistry and physics of coking

The causes of coke formation during petroleum refining are only now beginning to be understood. They are closely related to the mechanism of the thermal decomposition of the petroleum Constituents and to changes in the character of the liquid medium. It was formerly believed that coke formation was, a polymerization reaction whereupon the chemical precursors to coke immediately formed macromolecules when subject to the processing temperatures. This is not so. And it is the initial stages of the thermal decomposition which determine the ultimate path of the reaction. Coke formation is a complex process involving both chemical reactions and thermodynamic behavior. Reactions that contribute to this process are cracking of side chains from aromatic groups, dehydrogenation of naphthenes to form aromatics, condensation of aliphatic structures to form aromatics, condensation of aromatics to form higher fused-ring aromatics, and dimerization or oligomerization reactions. Loss of side chains always accompanies thermal cracking, and dehydrogenation and condensation reactions are favored by hydrogen deficient conditions.     

Inductive effect of basic nitrogen compounds on coke formation during the catalytic cracking process

This paper proposes a mechanism for the inductive effect of quinoline on coke formation during the catalytic cracking of o-xylene. Quinoline preferentially adsorbs on the acidic sites to induce coke formation and promote the conversion of o-xylene via electrophilic substitutions and hydrogen transfer reactions. The presence of naphthyl-quinolines and benzyl-quinolines in soluble coke identified by electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry and the characterization of two types of nitrogen species in coke by XPS both confirm that the mechanism is reasonable. Basic nitrogen compounds poison the acidic sites of catalysts and induce the coke formation from aromatics.     

SiO2/S涂层与硫磷抑制剂对轻石脑油裂解结焦的影响

引言乙烯裂解炉辐射段炉管结焦是制约乙烯装置长周期运行的主要因素。裂解炉管的结焦会引起[1]:①管壁热阻增加,传热效率降低,裂解炉能耗增加;②炉管内径变小,流体压降增加,装置处理量减少;③炉管内壁渗碳,材料性能弱化;④周期性的清焦引起炉管热疲劳现象,而清焦过程中焦炭的     

分子水平重油生焦规律研究进展

阐述了重油缩合生焦规律分子水平的研究进展,主要从重油中四组分的分子组成与生焦的关系以及重油模型化合物生焦的研究两方面进行了概述。研究表明,对于重油各族组分来说:适量的饱和分有助于提升生焦质量;芳香分环数越多生焦越明显,生焦质量越差;中、重胶质和沥青质易生焦,生焦质量差;杂原子会降低生焦质量,但各个杂原子的危害程度不同。而对于各个重油模型化合物来说:甲苯极难发生热缩合反应;萘、菲、蒽、芘的热缩合反应难度逐渐降低;二甲基萘由于侧链的作用,生焦质量比萘要差;1,2,4,5-四甲基苯由于其特殊的空间构型较易缩合生焦且生焦质量很好;杂原子模型化合物单独生焦质量越差,则其在加入到芳烃中之后对体系的生焦质量危害越大。随着超高分辨质谱技术的发展,为更加细致深入研究芳烃热缩合反应生焦机理提供了可能。     

Study of Coke and Coke Precursors During Catalytic Cracking of n-Hexane and 1-Hexene over Ultrastable Y Zeolite

In this paper we report about coke formation during catalytic cracking of n-hexane and 1-hexene over acidic ultrastable Y zeolite in a fixed-bed reactor. The study is based on a classification between coke precursors, whose amount is estimated through volatilisation by nitrogen purging, and coke, large formed coke molecules that remain during nitrogen purging even at 873 K and whose amount is estimated by oxidation at that temperature. The role of coke precursors on the coking process and catalytic cracking reaction is discussed as well as differences in coking tendencies between the two reactants. The results show that the amount of coke precursors and/or coke may decrease with reaction temperature resulting into a reversal of the coking dependence upon temperature.     

Modelling coke formation in an industrial ethane-cracking furnace for ethylene production

The development of a model for predicting coke formation in an industrial ethylene cracking furnace is described. Expressions for predicting the rates of catalytic and pyrolytic coke formation are developed and a differential equation is derived to predict changes in coke thickness with time and position. An expression is developed to account for a decline in the rate of catalytic coke formation with increasing thickness of the coke layer. The proposed coke model equations are used to extend a previously developed ethane pyrolysis furnace model that ignored coke. Three model parameters related to coke formation are estimated using industrial data to obtain reliable model predictions. Two of these parameters are coefficients that appear in the catalytic and pyrolytic coke formation rate expressions. The third is a characteristic-length parameter used to reduce the rate of catalytic coke formation as the coke layer grows. The resulting dynamic model matches the industrial data well and can be used to simulate furnace operation and predict coke thickness profiles over a variety of the operating conditions, thereby helping process engineers who plan the decoking process.     

催化裂化焦炭的生成及其对催化剂性能的影响

分析催化裂化过程中焦炭的生成及其对催化剂性能的影响,焦炭的生成与芳烃和烯烃等不饱和分子烃的环化、氢转移、烷基化以及缩合反应密切相关,在反应初期,焦炭产率处于较低水平且增幅不大,主要来自多环芳烃吸附焦;随着反应深度的增加,焦炭产率明显增加继而急剧增加,主要来自催化反应生成焦及对焦炭前驱物的吸附。焦炭对催化剂性能的影响主要表现在孔道堵塞和酸中心毒害,焦炭主要沉积在分子筛外表面或孔口处,使反应物分子不能进入孔内;残留在再生催化剂上的少量焦炭主要位于分子筛内,导致催化剂比表面积、孔体积和酸量的大量损失。基于以上分析,提出降低催化裂化焦炭的一些措施,为开发低焦炭产率的催化裂化催化剂和工艺提供依据。     

硫化物和硫/磷化合物的添加方式对石脑油热裂解结焦影响的研究

以石脑油为裂解原料,考察了硫化物和硫/磷化合物的添加方式对热裂解结焦行为的影响。采用Raman光谱、XRD、SEM和XPS等检测手段表征了HP40试样的氧化层和焦炭的形貌与结构。结果表明,原料连续注入硫化物条件下,磷化物的加入使得焦炭结构改变,显示出优异的抗结焦效果。硫化物和硫/磷化合物预处理导致氧化层中Fe含量升高,抑制结焦效果有限。硫/磷预处理与原料连续注入硫/磷化合物联合方式与原料连续注入硫/磷化合物方式的抗结焦效果接近,但前者在初期的抑制效果更明显。所有添加方式都会引起结焦层中无定形焦炭含量升高,焦炭的石墨化程度降低。热裂解焦炭缩合程度较高,硫化物和硫/磷化合物减少了催化结焦的生成,在一定程度上提高了焦层中氢含量。