烯烃在酸性分子筛上的裂化反应研究进展

烯烃在酸性分子筛上的裂化反应能够将C_(4+)烯烃转化为高价值的乙烯和丙烯。调研了烯烃裂化反应的研究现状和发展趋势,对烯烃裂化反应机理、动力学、热力学和催化剂等方面的研究进展进行了详细归纳。在反应机理方面,对烯烃裂化反应中间体的类型和反应路径进行了详细的论述。在动力学方面,主要总结了不同β-裂解模式反应速率的差别。在热力学方面,重点介绍反应温度和压力对烯烃裂化反应产物平衡组成的影响。在催化剂方面,重点总结分子筛的孔结构、酸强度、酸量和酸位置等对烯烃裂化反应路径及产物分布的影响。通过对烯烃裂化反应研究现状的分析,指出烯烃裂化反应过程中乙烯/丙烯比较低的问题,并提出烯烃裂化反应技术在工艺和催化剂调控等方面的发展方向。

高温下1-己烯在H-ZSM-5催化剂上的裂化反应机理和反应路径

采用固定床反应器考察了1-己烯在反应温度为500~750℃范围内在H-ZSM-5沸石和石英砂上的裂化反应。在此基础上,建立了催化/热裂化占比模型,定量地讨论了高温下催化裂化和热裂化反应的关系。另外,根据1-己烯在H-ZSM-5沸石上裂化反应的产物分布,对其反应路径进行了推导和估算。结果表明:1-己烯在H-ZSM-5沸石上的高温反应以催化裂化为主。即使在750℃高温下,1-己烯通过催化裂化反应进行转化的占比仍然高达91.32%。产物中甲烷、乙烯和丙烯等主要来源于催化裂化反应,而不是热裂化反应。对1-己烯裂化反应路径的估算发现,双分子齐聚裂化反应占比由500℃时的74%下降到700℃时的0。单分子直接裂化反应有利于生成乙烯和丙烯等小分子烯烃,而双分子齐聚裂化反应有利于生成较大分子烯烃。高温下乙烯和丙烯产率较高的原因可能是高温促进了1-己烯的单分子直接裂化反应。

靶向生产低碳烯烃的催化裂化技术开发背景、思路和概念设计

低碳烯烃是重要的石油化工原料,现有的低碳烯烃生产技术主要有蒸汽裂解、催化裂解、烯烃裂解和甲醇制烯烃。对这些技术特征进行分析,发现蒸汽裂解和催化裂解工艺存在着乙烯甲烷比过低,且甲烷产率过高,而烯烃裂解工艺原料来源不足,甲醇制烯烃工艺原料主要来自煤制甲醇,造成高碳排放。现有的低碳烯烃生产技术仍有系列科学问题需要完善,为此提出靶向生产低碳烯烃的催化裂化工艺,从原料结构、催化剂活性组元和催化反应工程3个方面进行创新,深度集成现有技术,形成多产乙烯+丙烯+丁烯、乙烯+丙烯、丙烯、丙烯+丁烯4个不同的生产方案,且生产方案之间可灵活切换。

催化裂化原料烃类组成对低碳烯烃生成的影响

采用固定流化床反应装置,以加氢减压蜡油HVGO-1、HVGO-2、HVGO-3、HVGO-3轻馏分和HVGO-3重馏分为原料,考察了催化裂化原料烃类组成对低碳烯烃生成的影响。结果表明:与密度、氢含量相近的HVGO-1相比,HVGO-2中环烷烃含量高、芳烃含量低是低碳烯烃产率高的原因;HVGO-3、HVGO-3轻馏分和HVGO-3重馏分反应得到相同规律,即链烷烃、环烷烃和烷基苯是生产低碳烯烃和汽油的优势组分,其中,链烷烃和环烷烃是生成低碳烯烃的高价值组分,烷基苯是多产汽油和轻芳烃(BTX)的高潜能组分;HVGO-3轻馏分和HVGO-3重馏分在相同反应条件下,由于HVGO-3轻馏分中环烷基苯含量高,促使低碳烯烃前身物及低碳烯烃发生氢转移副反应,影响低碳烯烃生成;催化裂化原料加氢预处理通过控制加氢深度,实现多环芳烃超深度加氢转化为环烷烃,避免因加氢深度不够导致环烷基苯的生成,有利于提高低碳烯烃产率。