乙烯裂解装置混合石脑油原料的模拟与优化

利用SPYRO流程模拟软件建立了140万t/a乙烯裂解装置的裂解炉机理模型,考察了混合石脑油原料掺炼芳烃抽余油,对乙烯裂解装置乙烯收率及运行周期的影响。结果表明:该模型可应用于乙烯裂解装置的原料模拟与优化;偏重混合石脑油或偏轻混合石脑油中,掺炼芳烃抽余油后,对乙烯收率影响不大;当m(偏重混合石脑油)/m(芳烃抽余油)为1∶1时,原料在炉管内停留时间最短,预计1个运行周期内,较偏重混合石脑油单独裂解的工况,可多运行2 d,1 a预计多运行8 d;而偏轻石脑油原料则无需掺炼芳烃抽余油。

环烷基劣质蜡油加氢裂化装置掺炼催化裂解柴油效果探究

为实现资源利用效益最大化,某公司根据催化裂解柴油和蜡油加氢裂化装置进料性质的特点,开展了2.1 Mt a环烷基劣质蜡油加氢裂化装置掺炼质量分数5%催化裂解柴油的工业试验。结果表明:环烷基劣质蜡油加氢裂化装置掺炼催化裂解柴油后,喷气燃料产品收率增加1.93百分点,有效提高了喷气燃料的收率;喷气燃料烟点上升1.2 mm,加氢柴油十六烷值升高1.9,改善了喷气燃料、柴油的性质;掺炼催化裂解柴油后,装置精制反应器温升明显增加,氢耗和电耗增加。经测算,掺炼催化裂解柴油后,原来作为燃料油调合组分的催化裂解柴油,转化为附加值较高的重石脑油、喷气燃料及柴油组分,产生利润467.2元t(以掺炼1 t裂解柴油计),可获得4036.8万元a的经济效益。

直馏石脑油催化裂解与热裂解反应行为研究

对比了直馏石脑油催化裂解与热裂解反应行为的异同。结果表明,在反应温度为600～700℃范围内,与热裂解反应相比,直馏石脑油催化裂解反应可以明显降低反应温度、提高裂解反应深度以及裂解气体产率,尤其是使乙烯产率提高2～3百分点,丙烯产率提高5～7百分点;热裂解与催化裂解干气中各组分的体积分数差异较大,主要归因于不同反应温度下,烃类裂解反应路径不同;与原料烃类组成相比,催化裂解与热裂解汽油组成变化趋势相同,其中环烷烃比链烷烃更易于参与化学反应,较高反应温度时,裂解汽油中芳烃含量增加幅度较大。

石脑油催化裂解反应特性及影响因素分析

在分析典型直馏石脑油的烃类组成特点以及烃类在分子筛催化剂上的扩散和吸附特性的基础上,采用小型固定流化床(ACE)装置考察反应温度、油剂接触时间和催化剂活性对直馏石脑油催化裂解反应规律的影响。结果表明,直馏石脑油馏分富含的小分子饱和烃在常规分子筛催化剂的孔道中扩散阻力小,具有较弱的吸附性能,同时催化裂解反应活化能较高。对此提出需开发多级孔沸石材料、改善小分子饱和烃吸附性能以及实现高苛刻度反应环境的技术构思,以推进石脑油催化裂解技术的开发。

直馏石脑油催化裂解反应中甲烷的生成

采用小型固定流化床装置,对比研究了反应温度对直馏石脑油热裂解和催化裂解反应中CH4产率和选择性的影响规律,分析了导致CH4产率和选择性差异的主要原因.以正辛烷作为探针分子,分析了催化裂解和热裂解反应中CH4生成的反应路径.结果表明,反应温度在600～700℃范围内,直馏石脑油催化裂解反应中CH 4的生成是烃类自由基反应和正碳离子反应共同作用的结果,其中正碳离子反应是CH4生成的主要反应路径;分子筛催化剂中较强Br（o）nsted酸中心是石脑油催化裂解反应生成CH4的重要活性中心.烃类热裂解反应中CH4的生成来自于伯C-C键的均裂反应,而其催化裂解反应生成的CH4来自于C2原子连接的C-C键或C-H键的质子化裂化反应.

石脑油催化裂解生成甲烷的影响因素探析

对比分析了直馏石脑油热裂解和催化裂解过程中甲烷产率的差异及其根源,探索了工艺参数、催化剂活性和烃类分子结构对石脑油催化裂解反应中甲烷的产率和选择性的影响。结果表明:甲烷主要来自于石脑油的催化裂解反应,催化剂上的较强Brnsted酸中心是甲烷生成的活性中心;链烷烃催化裂解更易于生成甲烷;反应温度和油剂接触时间是影响甲烷生成的关键因素,对此提出采用适宜反应温度和大剂油比,在保证原料必要的转化深度的同时,开发超短接触时间的反应技术以减少甲烷生成的技术构想。

二氧化碳添加下石脑油高温闪速裂解实验研究

以某大型石化公司提供的轻质石脑油为原料,进行了热裂解实验,在不同的停留时间及反应温度下,通过对比分析双烯(乙烯、丙烯)和氢气、甲烷等高附加值副产物的产率,探索了石脑油常规蒸汽裂解与添加了二氧化碳气氛下的裂解特性。实验结果表明管式炉温度为1050 ℃、石脑油进口流量为8 mL/min时(停留时间为0.019s),添加二氧化碳工艺的双烯产率达到最高值38.4%,相比于传统蒸汽裂解工艺(停留时间约0.128 s),停留时间缩短了85.2%。

ZSM-5分子筛晶粒尺寸对石脑油催化裂解性能的影响

采用XRD、NH_3-TPD、N_2物理吸附、XRF和SEM等方法对两种ZSM-5分子筛(ZRP和FX分子筛)进行了表征,并在固定床反应器中于600℃下对其催化裂解石脑油的性能进行了评价。表征结果显示,ZRP和FX分子筛均具有ZSM-5分子筛的特征衍射峰,均为单晶条状晶粒,且具有几乎相同的硅铝比和酸量及酸分布,但两者的晶粒尺寸、BET比表面积和微孔比表面积有差异;ZRP分子筛的晶粒粒径为2～3μm,FX分子筛的晶粒粒径小于1μm;FX分子筛的BET比表面积和微孔比表面积大于ZRP分子筛。实验结果表明,ZSM-5分子筛对石脑油的催化裂解能力及乙烯与丙烯的总收率随晶粒尺寸的减小而增大,这与小晶粒分子筛的扩散路程短有关。

石脑油催化裂解制低碳烯烃技术进展及其技术经济分析

阐述了石脑油催化裂解制低碳烯烃的机理;石脑油催化裂解催化剂体系,包括金属氧化物催化剂、沸石分子筛催化剂和复合催化剂及近年来国内外石脑油催化裂解催化剂的科研成果,并对石脑油生产低碳烯烃的催化裂解和蒸汽裂解两种工艺路线进行对比,表明石脑油催化裂解具有先进性,该领域的研究开发具有相当重要的意义。

强化直馏石脑油催化裂解过程中链烷烃选择性催化裂解反应研究

在直馏石脑油催化裂解(SNCC)技术开发过程中,发现原料中链烷烃转化率始终难以大幅提高,仅保持在52.58%~77.07%,对低碳烯烃产率存在较明显的限制。本研究采用基于密度泛函理论的分子模拟计算方法,构建了正辛烷、2-甲基庚烷和2,5-二甲基己烷3种直馏石脑油馏分链烷烃模型化合物的催化裂解反应网络,并分别提出了正构烷烃和异构烷烃理想的链反应引发途径和反应方向,发现反应体系中存在的高供氢活性的环烷烃等烃类会通过负氢离子转移反应抑制链烷烃转化,从而导致链烷烃转化率较低。通过引入新型有特定孔道结构的IM-5分子筛催化剂,可有效强化SNCC过程中链烷烃的选择性催化裂解。

催化热裂解石脑油两段加氢生产芳烃抽提原料技术的工业应用

沈阳石蜡化工有限公司针对催化热裂解(CPP)制乙烯装置生产的裂解石脑油含有大量的单烯烃、双烯烃、烯基芳烃、茚等不饱和烃以及硫、氮、氧等有机化合物,导致其性质很不稳定,易于缩合形成胶质的情况,在国内首次选用两段加氢工艺,对CPP石脑油进行加氢处理,生产出满足芳烃抽提装置要求的原料,并产出合格芳烃产品。工业运行结果表明,该技术可靠,各单元操作平稳,运行良好。

氧化物催化剂上石脑油催化裂解制乙烯的研究

使用固定流化床,考察了氧化物催化剂催化裂解石脑油制乙烯的反应。研究结果表明,温度、空速和水油比对裂解产物分布有直接影响。在反应温度700℃、空速0.75 h-1和水油质量比3∶1条件下,得到最大的乙烯收率为32.93%。

ZSM-5沸石的原位晶化及其石脑油催化裂解性能

采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)手段研究了合成条件对高岭土微球上原位晶化ZSM-5沸石的影响,并以含C5～C12烃的石脑油为原料,在固定流化床上评价了不同催化剂的催化裂解性能。结果发现,采用转动晶化方式,控制合适的原料组成与晶化时间,能得到结构完整的含纯相ZSM-5沸石的高岭土微球。对比催化剂水热老化前后的XRD,氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和N2吸附-脱附以及石脑油催化裂解结果,发现磷元素改性能有效提高催化剂的水热稳定性,而且原位法制备的催化剂比半合成法制备的催化剂具有更高的水热稳定性。在650℃,常压,进料水油质量比1:1,质量空速1 h-1的条件下,在老化后的原位型催化剂作用下,石脑油的转化率达41.0%,乙烯和丙烯总收率达21.0%,均高于相同条件下半合成型催化剂的反应结果。

催化裂解石脑油加氢利用路线开发

催化裂解与传统的高温蒸汽裂解相比,通过催化剂降低催化裂解反应活化能和反应温度,除生产乙烯、丙烯和丁烯等主要化工原料外,还副产一定量的轻质芳烃.分析催化裂解石脑油,结果表明,催化裂解石脑油主要为C5～C9馏分,芳烃质量分数62.97％,苯、甲苯和二甲苯质量分数54.38％,与全馏分裂解汽油相当,是优质的抽提芳烃原料.提出对原料进行预处理后,经两段加氢、产品抽提芳烃的利用路线,并在试验室采用切割塔及等温床完成对原料的预处理,制取满足两段加氢要求的原料.在一段入口温度（45 ～55）℃、反应压力2.8 MPa、氢油体积比100∶1、液时空速1.5h-1和二段入口温度（250～255）℃、反应压力2.8 MPa、氢油体积比600∶1和液时空速1.5 h-1条件下,对一段和二段进行1000h的加氢评价试验,结果表明,一段加氢后产品双烯值均＜2.5 g-Ⅰ·（100g油）-1,二段加氢产品溴价＜1.0 g-Br·（100g油）-1,硫含量＜1.0μg·g-1,满足芳烃抽提对原料烯烃及硫含量的要求.

LG化学拟出售石脑油裂解装置

近日,由于石化产品需求疲软等因素影响,韩国LG化学拟以23亿美元的价格出售其石脑油裂解装置。该装置位于韩国丽水(Yeosu)的石脑油裂解中心(NCC),通过高温裂解石脑油原料生产乙烯和丙烯等石化产品,于2021年装置扩能后,乙烯产能800 kt/a、丙烯产能480 kt/a。据悉,该装置已于2023年4月维修中断后停止运营。LG化学拟通过关闭装置、退出业务或出售股权等措施重组公司业务,提高其石化产品竞争力。

直馏石脑油催化裂解反应规律研究

在固定流化床装置上进行了直馏石脑油在庆阳平衡剂上的催化裂解反应实验,考察了反应温度和剂油比对石脑油转化率、族组成和不同烃类转化率的影响,结果表明:随反应温度和剂油比的增加,石脑油转化率逐渐增大,但总体转化率较低。反应后的汽油中芳烃含量大幅提高,环烷烃含量大幅下降。在相同的反应条件下,直馏石脑油中各组分的反应转化率为环烷烃>异构烷烃>正构烷烃。

石脑油催化裂解制烯烃技术经济分析

通过对用石脑油生产烯烃的催化裂解和蒸汽裂解两种工艺路线的对比,催化裂解更具有优势.无论是从其产品分布,还是从装置经济效益等各项指标上,石脑油催化裂解制烯烃的技术都较蒸汽热裂解制烯烃技术具有先进性,该领域的研究开发具有相当的重要意义.

石脑油催化裂解制低碳烯烃动力学

根据石脑油催化裂解的反应体系和集总理论,建立6集总动力学模型,采用Levenberg-Marquardt算法求解ZSM-5分子筛催化剂作用下的石脑油催化裂解动力学参数。结果表明,丙烯收率大大高于乙烯收率,丙烯与乙烯的质量比为1.0～2.0,明显高于传统的石脑油水蒸气裂解工艺,各集总的反应活化能均大于100 kJ/mol。通过对模型进行检验,发现模型计算值与实验值之间的误差均小于15%,表明该动力学模型能较好地预测石脑油催化裂解制低碳烯烃反应。

磷改性对ZSM-5分子筛石脑油催化裂解性能的影响

以HZSM-5分子筛为载体,以磷酸氢二铵为磷源,采用等体积浸渍法制备了磷改性ZSM-5分子筛,采用吡啶吸附红外光谱法研究了磷改性ZSM-5分子筛的酸性及水热稳定性,在小型固定床反应装置上进行了石脑油催化裂解反应研究。结果表明,适量磷(3%)改性显著改善了ZSM-5分子筛的酸性和水热稳定性,提高了ZSM-5分子筛催化剂的催化裂解活性和稳定性。在反应温度650℃,体积空速4 h-1,水油体积比0.75,反应压力0.2 MPa的反应条件下,石脑油催化裂解的丙烯产率达到22.82%,乙烯产率达到16.98%。

催化剂对石脑油催化裂解的影响

考察了催化剂对石脑油催化裂解的影响。首先将反应温度控制在570℃、剂油比控制在12保持不变,不进雾化水,在油气停留时间为2.6s、3.0s和3.5s时分别使用LTB-2、LCC-2和MLC-500三种催化剂考察了石脑油转化率以及产物分布。实验结果表明,使用LTB-2催化剂丙烯产率最高,达到16.19%;在此条件下干气产率为10.97%、焦炭产率为1.09%,石脑油的转化率达到44.4%。在此基础上,考察了实验室自制助剂对石脑油裂解的影响。控制反应条件不变,先使用LTB-2催化剂做空白实验,然后加入20%的自制助剂。结果表明,加入助剂后石脑油的转化率提高了4.7个百分点,丙烯产率下降5.77个百分点,焦炭产率增加到18.02%。