催化裂化汽油改质降烯烃反应规律及反应热

利用催化裂化催化剂在小型固定流化床实验装置上对催化裂化汽油催化改质降烯烃过程的反应规律进行了实验研究，详细考察了反应温度、剂油比和重时空速对产物收率和汽油辛烷值的影响，得到了催化裂化汽油改质过程的最佳实验操作条件：反应温度为400～430℃，剂油比为7左右，重时空速为20～30 h-1。在此基础上，计算了汽油改质过程的反应热，分析了反应条件对反应热的影响，揭示了反应热的变化规律。结果表明，低温改质为放热过程，高温改质为吸热过程。改质条件对反应热影响的强弱顺序为反应温度>剂油比>重时空速。     

催化裂化汽油临氢异构化/芳构化改质过程的反应特性

采用工业Ni-Mo/Al2O3-HZSM-5催化剂在小型固定床加氢微反装置上对催化裂化(FCC)汽油临氢改质过程的反应特性进行了研究,通过考察反应温度、压力、空速和氢油体积比对改质后的FCC汽油烃类组成的影响,分析了汽油中不同烃类的转化性能。结果表明,氢油比对产物组成影响不大,高温、低压、低空速有利于增加芳烃的选择性,低温、高压、高空速则有利于增加异构烷烃的选择性;临氢改质后,FCC汽油的烯烃含量明显降低,芳烃和异构烷烃含量增加,因而产品汽油的辛烷值基本保持不变;全馏分、轻馏分和重馏分FCC汽油临氢改质实验结果表明,烯烃含量较高的轻馏分具有更高的转化活性;在FCC汽油临氢改质过程中,同碳数的端烯烃反应活性高于内烯烃,直链烯烃的反应活性高于支链烯烃。     

分子筛催化剂上催化裂化汽油掺混甲醇的改质研究

以实现甲醇制取低碳烯烃转化工艺和FCC汽油降烯烃工艺的有效组合为目的,在固定床微型反应装置上,使用SAPO-34、ZSM-5、DOCO以及分子筛组合催化剂,对FCC汽油掺混甲醇改质进行了研究。主要对反应温度、空速和混炼比等影响因素进行了考察。结果表明,SAPO-34分子筛上甲醇制取低碳烯烃效果较好,高烯烃含量汽油在SAPO-34分子筛上的氢转移和芳构化效果显著,ZSM-5分子筛上的芳构化反应效果和DOCO的异构化反应效果较显著,甲醇转化与汽油转化反应间的相互协同作用,既有利于甲醇转化成低碳烯烃又能提高汽油降烯烃转化深度。适宜的混炼条件:反应温度400℃,m(甲醇):m(汽油)=0.05,空速3h~(-1),组合催化剂上,产物汽油中烯烃含量较FCC粗汽油下降23%以上。     

反应条件对FO-35M催化剂加氢改质性能的影响

针对催化裂化汽油加氢过程辛烷值损失过大的问题,抚顺石化公司开发的FCC汽油加氢改质催化剂(FO-35M)具有降烯烃最大限度减少辛烷值损失作用。以某炼厂提供的FCC汽油中间馏分为原料,考察不同反应条件对该剂加氢改质性能的影响。结果表明反应温度、压力对FO-35M催化剂加氢改质性能影响显著,存在最佳范围;而空速对降烯烃有一定影响,氢油比影响最弱。在工业装置运行过程中,要综合考虑各种因素,选择适宜的反应温度、压力、空速,保证装置的长周期运行。     

催化裂化汽油临氢异构化/芳构化改质过程的反应特性

采用工业Ni-Mo/Al₂O₃-HZSM-5催化剂在小型固定床加氢微反装置上对催化裂化（FCC）汽油临氢改质过程的反应特性进行了研究,通过考察反应温度、压力、空速和氢油体积比对改质后的FCC汽油烃类组成的影响,分析了汽油中不同烃类的转化性能。结果表明,氢油比对产物组成影响不大,高温、低压、低空速有利于增加芳烃的选择性,低温、高压、高空速则有利于增加异构烷烃的选择性;临氢改质后,FCC汽油的烯烃含量明显降低,芳烃和异构烷烃含量增加,因而产品汽油的辛烷值基本保持不变;全馏分、轻馏分和重馏分FCC汽油临氢改质实验结果表明,烯烃含量较高的轻馏分具有更高的转化活性;在FCC汽油临氢改质过程中,同碳数的端烯烃反应活性高于内烯烃,直链烯烃的反应活性高于支链烯烃。     

催化汽油改质降烯烃多产丙烯反应规律的研究

在小型固定流化床实验装置上,以燕山石化催化汽油为原料,对催化汽油改质过程进行了实验研究,并对反应过程气体产品和液体产品的组成进行了详细分析,考察了反应温度、重时空速、剂油比以及催化剂的活性对改质过程产物分布的影响,发现在催化汽油改质过程中,各操作条件对改质过程产物分布均有不同程度的影响,通过选择合适的操作条件,在保证低烯烃含量的同时,实现多产丙烯是可行的,在适宜的条件下,汽油烯烃体积分数可降到11.8%,同时,液化气中丙烯质量分数达到了44.4%.     

环烷基瓦斯油催化裂解反应规律及产品性质

利用提升管催化裂解实验装置研究了加拿大合成原油瓦斯油HGO和LGO的催化裂解反应规律和裂解产品性质。发现总低碳烯烃（乙烯、丙烯和丁烯）产率随反应温度和剂油比的增大存在最大值,随反应时间的延长而减小,随水油比的增大而升高。实验确定了HGO催化裂解的优化反应条件：反应温度620～640℃、剂油比16、反应时间2 s、水油比0.5左右。在此反应条件下,乙烯、丙烯和总低碳烯烃产率分别可达9.0%（质量）,15.8%（质量）和32.6%（质量）。催化裂解汽油馏分、柴油馏分和重油馏分含有大量的芳香烃,其中催化裂解汽油馏分总芳香烃含量在80%（质量）以上,主要是甲苯和C₈芳香烃;催化裂解柴油馏分总芳香烃含量在60%（质量）以上,主要是单环和双环芳香烃;催化裂解重油馏分总芳香烃含量在70%（质量）以上,主要是多环芳香烃。     

催化裂化汽油二次反应过程中反应热的变化

根据热力学理论,通过产物和反应物的生成焓计算了催化裂化汽油在降烯烃改质以及催化裂解过程中的反应热,并根据不同反应过程的实验结果考察了反应温度、停留时间和剂油比对反应热的影响。计算结果表明,催化裂化汽油降烯烃改质和催化裂解过程都是吸热反应体系,降烯烃改质过程的反应热为80～150 kJ·kg^-1,催化裂解过程的反应热为370～620 kJ·kg^-1;反应条件对反应热的影响通过改变反应物的转化率和产物分布实现。在实验条件范围内,随着反应温度的升高、剂油比的增大和停留时间的延长,反应热逐渐增大;当剂油比增大到一定程度时,反应热随剂油比的增加趋势变缓。     

轻汽油催化裂解反应研究

对高硅铝比ZSM-5分子筛进行成型和改性制得催化剂,并应用于轻汽油催化裂解制低碳烯烃反应。借助XRD、SEM、N_2吸附-脱附和NH_3-TPD等表征手段研究了分子筛原料和裂解催化剂的结构特征。实验结果表明,高于500℃的温度条件下,轻汽油中烯烃可以在催化剂上直接裂解,生成包括乙烯、丙烯和丁烯在内的低碳烯烃。原料组成对轻汽油催化裂解反应的产物分布影响明显,烯烃含量较高且碳数较低的原料更有利于反应的进行。高温和低空速有助于轻汽油转化和低碳烯烃生成。在温度540℃,压力0.05 MPa和质量空速16 h~(-1)的条件下,轻汽油中烯烃转化率可达69%,低碳烯烃总产率超过87%。     

MTO与FCC汽油降烯烃组合反应催化剂的研究

以甲醇制烯烃（MTO）与催化裂化（FCC）汽油降烯烃组合反应工艺为研究目标,采用分子筛催化剂,在小型固定床微型反应装置,研究MTO反应、汽油降烯烃反应以及甲醇与汽油混合炼制反应,比较了典型酸性分子筛催化剂的催化性能。结果表明,组合反应过程呈现出非稳态特征,小分子烯烃具有自催化现象,导致产物组成分布随反应时间显著变化。NH₃-TPD分析表明,具有中强酸与强酸相结合分布特点的催化剂适合于反应过程的协同催化作用要求。适宜的反应条件为：以SAPO-34分子筛作催化剂,反应温度400 ℃,甲醇混炼比15%,反应时间30 min。该条件能同时较好满足MTO和FCC汽油改质要求,产物汽油中烯烃含量较FCC汽油中的含量下降50%,并可获得较高的小分子烯烃产率,实现MTO转化。     

Study on reformulation of fluid catalytic cracking gasoline and increasing production of light olefins

The effects of reaction temperature, mass ratio of catalyst to oil, space velocity, and mass ratio of water to oil on the product distribution, the yields of light olefins (light olefins including ethylene, propylene and butylene) and the composition of the fluid catalytic cracking (FCC) gasoline upgraded over the self-made catalyst GL in a confined fluidized bed reactor were investigated. The experimental results showed that FCC gasoline was obviously reformulated under appropriate reaction conditions. The olefins (olefins with C atom number above 4) content of FCC gasoline was markedly reduced, and the aromatics content and octane number were increased. The upgraded gasoline met the new standard of gasoline, and meanwhile, higher yields of light olefins were obtained. Furthermore, higher reaction temperature, higher mass ratio of catalyst to oil, higher mass ratio of water to oil, and lower space velocity were found to be beneficial to FCC gasoline reformulation and light olefins production. __________ Translated from Chemical Reaction Engineering and Technology, 2006, 22(6): 532–538 [译自: 化学反应工程与工艺]     

Study on reformulation of fluid catalytic cracking gasoline and increasing production of light olefins

The effects of reaction temperature, mass ratio of catalyst to oil, space velocity, and mass ratio of water to oil on the product distribution, the yields of light olefins (light olefins including ethylene, propylene and butylene) and the composition of the fluid catalytic cracking (FCC) gasoline upgraded over the self-made catalyst GL in a confined fluidized bed reactor were investigated. The experimental results showed that FCC gasoline was obviously reformulated under appropriate reaction conditions. The olefins (olefins with C atom number above 4) content of FCC gasoline was markedly reduced, and the aromatics content and octane number were increased. The upgraded gasoline met the new standard of gasoline, and meanwhile, higher yields of light olefins were obtained. Furthermore, higher reaction temperature, higher mass ratio of catalyst to oil, higher mass ratio of water to oil, and lower space velocity were found to be beneficial to FCC gasoline reformulation and light olefins production.     

甲醇作为催化裂化部分进料的反应过程

基于甲醇制低碳烯烃（MTO）与催化裂化（FCC）反应及工艺过程的分析、比较,提出二者结合的可能性,将甲醇作为FCC部分进料用以增产低碳烯烃.根据FCC过程特点,通过实验考察反应温度、甲醇水溶液、积炭催化剂等因素对甲醇转化的影响;验证了甲醇在FCC条件下可具有较高的低碳烯烃产率.实验结果表明：在40％(质量分数)甲醇水溶液进料、未积炭催化剂、反应温度550～600℃的条件下,甲醇转化的烃产率可达26.3%～28.1％(质量分数),低碳烯烃占烃组成的67.8%～66.5％(质量分数).同时对甲醇在FCC条件下的反应特点进行了初步分析.研究结果为进一步实现甲醇作为FCC部分进料提供了重要依据.     

汽油催化裂化二次反应规律的研究

在固定流化床实验装置上考察了汽油在庆阳催化剂上的催化裂化二次反应规律,给出了温度和剂油比对汽油二次反应的影响。结果表明反应温度及剂油比对汽油的族组成有很大的影响;随着反应温度升高,异构烷烃、环烷烃含量降低,芳烃和烯烃含量有明显的增加,正构烷烃的含量变化不明显;剂油比的增大时,异构烷烃、环烷烃的转化率逐渐增大,而烯烃的转化率先增大后趋于稳定。     

大庆常压催化裂解动力学研究

Catalytic pyrolysis of Daqing atmospheric residue on catalyst CEP-1 was investigated in a confined fluidized bed reactor. The results show that reaction temperature, the mass ratios of catalyst to oil and steam to oil have significant effects on product distribution and yields of light olefins. The yields of light olefins show the maxima with the increase of reaction temperature, the mass ratios of catalyst to oil and steam to oil, respectively. The optimized operating conditions were determined in the laboratory, and under that condition the yields of ethylene, propylene and total light olefins by mass were 15.9%, 20.7% and 44.3% respectively. The analysis of pyrolysis gas and pyrolysis liquid indicates that CEP-1 has good capacity of converting heavy oils into light olefins, and there is a large amount of aromatics in pyrolysis liquid.     

重油催化裂解汽柴油二次裂解性能研究

This paper investigated the secondary cracking of gasoline and diesel from the catalytic pyrolysis of Daqing atmospheric residue on catalyst CEP-1 in a fluidized bed reactor.The results show that the secondary cracking reactivity of gasoline and diesel is poor,and the yield of total light olefins is only about 10%（by mass）.As reaction temperature increases,ethylene yield increases,butylene yield decreases,and propylene yield shows a maximum.The optimal reaction temperature is about 670℃for the production of light olefins.With the enhance- ment of catalyst-to-oil mass ratio and steam-to-oil mass ratio,the yields of light olefins increase to some extent. About 6.30%of the mass of total aromatic rings is converted by secondary cracking,indicating that aromatic hy- drocarbons are not easy to undergo ring-opening reactions under the present experimental conditions.     

催化裂化轻汽油在ZSM-5分子筛催化剂上裂化反应的研究

以ZSM-5分子筛为催化剂，在小型固定床反应器上，进行了催化裂化轻汽油的裂化反应。考察了反应温度和空速对催化裂化轻汽油裂化反应气液相收率和产品分布的影响。实验结果表明，ZSM-5分子筛催化剂具有较强的裂化活性和氢转移活性。在保证裂化转化率的条件下，提高反应温度和空速可以抑制催化剂上氢转移反应的发生。以ZSM-5分子筛为催化剂上的催化裂化反应中，温度、空速是影响转化率和选择性的重要因素，因此可以通过改变温度、空速来提高目的产物的选择性。但是，单纯依靠改善反应条件，不能使目的产物的收率和选择性达到理想的程度，还必须对催化剂进行改性。ZSM-5分子筛催化剂上催化裂化反应的研究为ZSM-5分子筛催化剂的进一步改性，及ZSM-5分子筛催化剂在轻汽油催化裂解和汽油改质方面的进一步应用提供了试验依据。