影响催化裂解装置低碳烯烃收率的因素分析及优化

催化裂解装置低碳烯烃收率的因素分析及优化是石油化工企业在生产过程中必须考虑的重要问题。主要包括催化剂性能改进、原料性质调整、操作条件控制等措施。希望能给相关人员以借鉴和帮助,提升我国石化行业的竞争力。从催化裂化装置低碳烯烃收率、催化剂使用寿命和催化剂装填密度这三个方面进行了详细阐述,并结合实例进行说明。

优化原料及裂解条件提高烯烃收率

影响乙烯装置烯烃收率的因素较多,其中主要影响因素是原料品质及裂解条件。分析了影响烯烃收率的因素,并从优化原料和操作条件两方面介绍了提高烯烃收率的方法。

工艺条件对轻烃原料催化裂解制低碳烯烃反应的影响

在40 L固定流化床反应装置上开展了不同复合轻烃原料在A型专属催化剂作用下的催化裂解制低碳烯烃反应评价试验,以考察工艺条件对原料转化率、乙烯及丙烯选择性和收率、丙烯/乙烯(摩尔比,下同)、以及副产物混合C4、氢气、甲烷收率的影响。结果表明:以双烯烃总收率为指标,轻烃原料族组成的催化裂解制低碳烯烃性能从高到低排序为:正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃;在轻烃原料R中添加异辛烷,虽然能显著提高催化裂解时的轻烃原料转化率及产物中的丙烯/乙烯,但产物中的乙烯及丙烯收率、双烯烃总收率均略有降低;含添加10%(质量分数)异辛烷的复合轻烃原料在A型专属催化剂作用下的催化裂解制低碳烯烃较佳反应条件为:液时空速为0.64 h-1,氮气、汽提水流量分别为0.50,1 L/min,反应温度为665℃及反应压力为40 kPa;在此条件下,复合轻烃原料的转化率为80.11%,目标产物中的双烯烃总收率、乙烯及丙烯收率分别为50.03%,43.50%,丙烯/乙烯为0.73。

乙烯原料裂解产物收率的影响因素分析

通过系列常用乙烯原料的单独裂解和共裂解试验,对比分析了原料物性、裂解方式、掺混比例、裂解温度对裂解气/液相产物收率的影响.结果表明,原料的物性对产物收率影响最大,裂解方式次之,在原料和裂解方式均不易改变的情况下通过调节裂解温度改变目标产物收率比调节原料掺混比例更为可行.同时在选择裂解原料时,不但要考虑其产物分布和目标产物收率,还应重视副产品的综合价值.为提高石脑油裂解产物综合经济效益,可在低裂解温度（890℃）下掺人10％～ 20％的甲基环己烷进行共裂解.

乙烯裂解操作条件对双烯收率的影响

兰州石化450kt/a乙烯装置,自开车以来,由于原料性质和裂解炉的操作条件等原因,双烯收率、能耗、物耗等均与设计指标有较大偏差,针对存在的问题通过改变裂解炉的操作条件提高双烯收率。

不同种类石脑油的裂解产物分布及收率对比分析

为了对乙烯裂解原料进行优选及优化利用,开展了加氢裂化石脑油、煤化工石脑油、直馏石脑油、柴油加氢石脑油、焦化加氢石脑油的热裂解试验,分别对其裂解产物中乙烯、丙烯、丁二烯、甲烷、抽余C4、裂解液相产物收率进行了对比分析。结果表明,不同种类石脑油的裂解产物分布和收率存在很大差异。如煤化工石脑油、焦化加氢石脑油裂解多产乙烯,加氢裂化石脑油裂解多产丙烯,直馏石脑油裂解丁二烯收率高达6.11%,焦化加氢石脑油的裂解抽余C4收率低至2.73%,柴油加氢石脑油裂解液相产物占比高。因此,结合裂解产物收率、原料成本及供应以及烯烃市场形势,合理选择石脑油进行裂解并有效利用其裂解液相产物可大幅降低乙烯生产成本、提升石脑油裂解制乙烯的综合竞争力。

蜡裂解制α-烯烃装置技术改造

抚顺石化一厂对蜡裂解装置进行改造。通过工业试运行证明,以58号半炼石蜡为原料,在高温、短停留时间、低烃分压的工艺条件下,α-烯烃产品质量大幅度提高,液烯中正构α-烯烃含量由原来的44.66%提高到80.2%,总烯含量由86.6%提高到93.2%,颜色也由黄色改善为浅黄色,液烯产品收率大幅度提高,由41%提高到61%,产品质量可以满足精细化工产品原料的需要。

反应条件对轻烃原料催化裂解制低碳烯烃反应的影响

采用管式40 L型固定流化床小试装置,考察了反应条件对A型专用催化剂作用下的轻烃原料催化裂解制低碳烯烃(在此指乙烯、丙烯,简称双烯)反应的影响。结果表明:轻烃原料催化裂解制低碳烯烃的反应是以催化为主体、热裂解为辅的反应过程,专用催化剂的活性位及其处理能力是影响其目标产物组成的关键,C4组分的二次裂解影响目标产物中的双烯收率及乙烯/丙烯摩尔比;反应条件对A型专用催化剂作用下的轻烃催化裂解原料转化率及双烯收率的影响作用从强到弱排序为:反应温度、液时质量空速、反应压力、水油比(去离子水与轻烃原料的质量比);在反应温度为675℃、液时质量空速为0.54 h^(-1)、反应压力为0.08 MPa、水油质量比为0.2的优化反应条件下,轻烃原料转化率达91.99%,双烯收率达56.72%,乙烯/丙烯摩尔比达0.69。

美国KBR公司授让“Superflex”烯烃催化裂解技术

最近,美国KBR公司向未透露信息、的第三家公司授让了其"Superflex"烯烃催化裂解技术。据称,这将是全球第3套采用"Superflex"技术的生产装置,该装置可以将C4～C8烯烃馏分转化为富含丙烯的馏分。

烯烃裂解制丙烯催化剂及工艺

Total公司提出一种添加C6＋烷烃的含C4烯烃原料裂解制丙烯催化剂及工艺，采用MFI或MEL分子筛催化剂，对添加C6＋烷烃的含C4烯烃原料具有较高的催化裂解活性和较高的丙烯收率。（Total petrochemicals Res Fluy，CN101490216（A），2009—07—22）

优化裂解炉操作条件提高乙烯产量

大庆30万吨乙烯联合装置中的裂解装置为美国SW专利,日本JGC承包设计,是我国第一套原料以轻烃、液化天然气为主,石脑油(轻柴油)为辅的石油化工装置。装置自1986年6月投产以来,生产的主要任务是尽快使乙烯产量达到设计值。

先进过程控制系统在催化裂解和气体分离装置的应用

为提高装置的自动化水平,稳定产品质量,降低能耗物耗,提高高附加值产品乙烯、丙烯收率,实现装置的效益最大化,对先进过程控制(APC)系统在催化裂解(DCC)装置和气体分离装置上的应用进行了考察。结果表明:APC系统在DCC装置和气体分离装置的投用率均达到了98%以上,集散控制系统(DCS)操作频次下降幅度达到83%;通过APC系统“卡边”优化,实现DCC装置和气体分离装置单位产品能耗降低幅度分别为1.23%,1.27%;DCC装置低碳烯烃收率提高了0.54个百分点,气体分离装置丙烯产品收率提高了0.19个百分点,可为企业创效362.7万元/a。

催化裂解制乙烯工艺进展

介绍催化裂解法制乙烯生产新工艺．对该领域的最新研究成果进行了综述。

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%。

焦化汽油催化裂化改质的反应条件研究

以硫含量较高的胜利石油化工总厂的焦化汽油为原料,在固定床微型反应装置及提升管装置上考察了焦化汽油经催化裂化改质后的油品性质,并与改质前原料的性质进行对比分析。结果表明,经催化裂化改质后油品在保持较高液体收率的前提下性质得到极大的改善,并且液化石油气中丙烯含量较高;改质后的汽油的族组成发生变化,异构烷烃含量明显增加;烯烃含量显著降低,并且随着反应温度的升高而降低。此外,汽油的实际胶质、诱导期在改质后得到了极大改善,硫含量也有所降低。

剂油比对大庆常压渣油催化裂解气体产物分布的影响

以大庆常压渣油为原料 ,针对A ,B两种不同类型的催化剂 ,采用小型固定流化床实验装置 ,考察了剂油比对催化裂解气体产物分布的影响。研究发现 ,不同类型的催化剂 ,其剂油比对裂解气体产物中各组分收率的影响规律不尽相同。对于A型催化剂 ,在反应温度为 70 0℃、水油比为 0 .6 3和停留时间为 1.8s的实验条件下 ,总低碳烯烃收率在 5 0 %以上 ,并且随剂油比的增大 ,总低碳烯烃收率线性增加 ;对于B型催化剂 ,在反应温度为 6 5 0℃、水油比为 0 75和停留时间为 1.7s的实验条件下 ,总低碳烯烃收率最高可达 4 4 % ,并且随剂油比的增加 ,总低碳烯烃收率有一个最大值。用最小二乘法对实验数据进行回归 ,得出了实验考察范围内乙烯、丙烯、丁烯和总低碳烯烃收率随剂油比的变化规律。实验结果还显示 ,催化剂对催化裂解起重要作用 ;不同类型的催化剂 ,不仅裂解产物的变化规律不同 。

大庆重石脑油热裂解反应规律的研究

采用自建的小型裂解实验装置对大庆重石脑油进行了热裂解实验。考察了反应温度、停留时间和汽烃比对裂解产物分布的影响规律。结果表明,各操作条件对大庆重石脑油裂解产物分布有不同程度影响,反应温度影响最大,随反应温度的升高,乙烯产率单调增加,丙烯、丁二烯和三烯产率分别在不同的裂解深度出现最大值;停留时间和汽烃比的影响相对较小,随着停留时间的增大,三烯收率略有下降,焦油的产率显著上升;增大汽烃比,三烯收率的略有上升,焦油产率下降。在实验装置的优化条件范围内,总三烯产率最优值51%,其中乙烯产率最优值31%。

关于我国乙烯原料结构的分析和展望

在乙烯工业的发展中,一个国家的乙烯原料结构不仅与其拥有的资源或可从国外易于获得的资源有关,也和一定时期原料的价格和产品需求有关,但最重要的还是资源因素。本文拟结合国外乙烯原料结构情况。