基于神经网络的催化裂解产品产率模型

采用神经网络方法 ,构造了一个催化裂解产品产率的BP神经网络 ,并利用Levenberg Marquardt算法来提高收敛速度及克服局部极值。模型预测结果液化石油气、汽油、柴油、丙烯和焦炭加损失产率的误差分别为 1.8% ,2 .4% ,5 .7% ,5 .8% ,6.3 % ,能够满足工业应用需求。     

基于分子表征的重油丙烯潜产率模型及应用

从烃分子生成丙烯的反应出发,提出原料丙烯潜产率的分子水平模型,通过重油分子水平表征结合催化裂解反应化学研究,归纳出重油丙烯潜产率模型及其数学表达式。基于所构建的重油丙烯潜产率模型,获得催化裂解多产丙烯的较优烃分子类型,可为多产丙烯的原油、重油等原料的甄选以及对中间基等非理想原料的加氢改质提供参考方向。进一步对原油基属类型涵盖石蜡基、中间基和环烷基的几种减压蜡油及其加氢尾油的丙烯产率进行评价,结果表明,催化裂解丙烯实际产率和低碳烯烃产率均随着原料丙烯潜产率PPY指标的增大而相应提高,并且分别存在较好的线性相关性。     

轻烃回炼方式对重油催化裂解多产乙烯丙烯的影响

以大庆常压渣油、C4和轻汽油为原料,在小型提升管装置上考察了轻烃回炼方式对大庆常压渣油催化裂解多产乙烯丙烯性能的影响。结果表明,在反应温度580℃、剂油比15、反应时间2.2 s的条件下,重油单独进行催化裂解,乙烯与丙烯产率之和达35%;轻烃直接回炼和轻重原料扩径组合进料均可多产乙烯丙烯产率,二者乙烯、丙烯产率之和均达到40%以上;轻重原料扩径组合进料有更为理想的产物分布。     

催化热裂解（CPP）制取烯烃技术的开发及其工业试验

开发了以蜡油、蜡油掺渣油或常压渣油等重油为原料直接生产乙烯和丙烯的催化热裂解（CPP）工艺技术。在一套由DCC工业装置改造成的80kt/a CPP工业装置上进行了工业试验。工业试验结果表明,以大庆常压渣油为原料,在多产丙烯的操作条件下,乙烯、丙烯和丁烯产率分别达到9.77%、24.60%和13.19%,在兼顾乙烯和丙烯生产的操作条件下、乙烯、丙烯和丁烯产率分别达到13.71%、21.45%和11.34%;而在多产乙烯的操作条件下,乙烯、丙烯和丁烯的产率分别达到20.37%、18.23%和7.52%,是一条以重质原料发展石油化工的新途径。     

催化热裂解生产乙烯技术的研究及反应机理的探讨

开发了以重油为原料直接生产乙烯的催化热裂解新工艺技术,详细考察了改性沸石催化剂对催化热裂解产率的影响以及催化剂的水热稳定性能。研究了不同原料油和操作条件对烯烃产率的影响。中型试验结果表明,以大庆蜡油掺３０％减压渣油为原料,在反应温度６２０℃时,乙烯和丙烯的质量产率分别达到２４．２７％和１４．７０％。对催化热裂解反应机理进行了探讨,表明催化热裂解是一个催化反应和热反应共存的过程,而新开发的催化剂具有     

重油接触裂解制乙烯的HCC工艺研究

重油裂解制乙烯的HCC技术采用与FCC类似的“反应—再生”工艺技术,利用重油直接裂解制乙烯,兼产丙烯、丁烯和轻质芳烃,既可扩大乙烯的原料的来源,又可降低生产成本。HCC工艺的乙烯产率可达19%～27%,总烯烃产率大于50%。     

甲基叔丁基醚裂解制丙烯反应的研究

以高硅铝比ZSM-5分子筛为主要原料,经过成型和表面修饰过程制备催化剂,用于甲基叔丁基醚(MTBE)催化裂解反应。采用XRD、氮吸脱附和NH_3-TPD等表征方法研究了ZSM-5分子筛和催化剂的物理化学特征。实验结果表明,在催化剂的作用下,温度高于400℃时,MTBE直接裂解反应产物包括乙烯、丙烯、丁烯、C_1～C_4烷烃、C_5以上烃类和水。MTBE催化裂解反应中,丙烯和乙烯的产率随着反应温度的升高而增加。酸性中心是MTBE催化裂解反应的活性位,但是催化剂表面酸中心数量过多或酸性过强均可导致丙烯和乙烯收率降低。在500℃、0.05 MPa、质量空速16h~(-1)的条件下,MTBE可以完全转化,丙烯产率可达20.3%,乙烯产率可达5.3%。     

重油直接裂解制乙烯技术的开发

采用类似于催化裂化的流态化“反应 再生”工艺技术 ,实现了重油直接裂解制乙烯 ,并兼产丙烯、丁烯和轻质芳烃 (BTX等 ) ,有效地拓宽了乙烯生产原料的选择范围。研制了性能良好的催化剂 ,该催化剂具有活性高 ,选择性好 ,抗碱氮中毒和重金属污染能力强 ,水热稳定性和抗热冲击性能优良的特点。评价试验结果表明 ,典型石蜡基常压渣油在优化的工艺条件下 ,单程裂解的乙烯质量产率可达 2 6% ,C2 ～C4 总烯烃质量产率超过 50 %。经济评价结果表明 ,该工艺与石脑油管式炉裂解工艺相比 ,可使乙烯成本降低约 2 5%。     

催化裂化汽油裂解制备低碳烯烃

在小型提升管催化裂化实验装置上研究了催化裂化(FCC)汽油催化裂解生产低碳烯烃的反应规律。实验结果表明,催化剂类型、反应温度、停留时间及水蒸气用量对乙烯、丙烯的产率均有显著的影响。高温、大剂油比、长停留时间及提高水蒸气用量都可促进汽油的裂解,增加低碳烯烃的产率。在实验室条件下,以ZC-7300为催化剂,多产低碳烯烃的最佳条件:反应温度580℃,停留时间1.6s左右,剂油质量比为11,水蒸气与汽油的质量比为0.20。对不同催化剂进行了对比实验得知,自制催化剂A的催化效果最好,汽油转化率达到40%以上,乙烯+丙烯的产率达到20%以上,焦炭和干气(不含乙烯)的产率不大于5%。     

重油催化裂解制取丙烯的分子反应化学

从分子水平研究了重油催化裂解反应中原料性质的影响、丙烯生成反应化学和丙烯再转化反应化学,创新了重油催化裂解反应理论和知识。在重油催化裂解制丙烯反应中,原料氢含量和饱和烃含量是影响丙烯产率的重要指标,而原料烃分子结构与大小对丙烯产率的影响也很大;丙烯的生成来自重质原料一次裂解和中间产物馏分二次裂解反应的共同贡献;烷烃分子经五配位正碳离子引发链反应是导致干气选择性高而丙烯选择性低的主要原因;催化裂解产物中丙烯存在再转化反应。同时提出了催化裂解增产丙烯并抑制干气和焦炭生成的新技术,并在工业装置上得到了验证;与原技术相比,在相同原料油和操作条件下,其丙烯产率提高了90.29%,而焦炭产率降低了17.53%,干气与丙烯质量产率比降低了34.88%。     

重质油裂解制烯烃的HCC工艺

Ｈ Ｃ Ｃ 工艺（ Ｈｅａｖｙ － ｏｉｌ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ） 是针对乙烯生产原料重质化而开发研究的。主要是采用类似于催化裂化的流态化“反应－ 再生”工艺技术,在性能良好的催化剂上,实现重油直接裂解制乙烯,并兼产丙烯、丁烯和轻质芳烃,有效地拓宽了乙烯生产原料的选择范围。在典型的工艺条件下,不同的重质原料油（ Ｂ Ｍ Ｃ Ｉ 值为２０ ～５０） 在中型提升管装置上,其乙烯质量产率可达１９ ％ ～２７ ％ ,其中,石蜡基常压渣油在优化的工艺条件下, Ｃ２ ～ Ｃ４ 总烯烃质量产率超过５０ ％ 。     

直馏柴油催化裂解和热裂解反应行为研究

以直馏柴油为原料,反应温度为520～680 ℃,在小型固定流化床上分别采用酸性催化剂和石英砂,考察催化裂解和热裂解的反应行为。与热裂解相比,直馏柴油催化裂解提高了其转化率,降低了干气产率,提高了液化气产率;乙烯产率降低1.67～3.78百分点,丙烯产率提高5.23～9.12百分点,丁烯产率提高3.32～7.94百分点,轻芳烃（BTX）产率接近。直馏柴油催化裂解和热裂解干气中的甲烷和乙烯含量随反应温度变化的趋势相同,但是催化裂解干气中氢气体积分数高于乙烷,而热裂解干气中乙烷体积分数高于氢气;反应温度高于600 ℃时,催化裂解干气中C2H4/CH4摩尔比小于热裂解干气的最优分布值0.82。两种裂解汽油烃类组成中正构烷烃、异构烷烃、烯烃和芳烃含量变化趋势相同,而环烷烃含量变化趋势相反;催化裂解汽油中环烷烃含量随反应温度升高而降低,而热裂解汽油中环烷烃含量随反应温度升高而增加。     

直馏柴油催化裂化加工技术探索

采用小型固定流化床实验装置,探索研究了直馏柴油催化裂化加工技术路线的可行性。结果表明：催化裂化是将直馏柴油转化为高附加值产物的切实可行的工艺技术;采用催化裂化技术路线时,直馏柴油直接催化裂化反应具有较高的汽油和丙烯收率,分别可达48%和8%左右;采用催化裂解技术路线时,直馏柴油直接催化裂解反应具有较高的低碳烯烃和BTX（苯、甲苯和二甲苯）收率,在反应温度为620℃时乙烯、丙烯和BTX总收率可达39%以上,并可副产22％以上的高辛烷值汽油,其 RON在99以上;重油原料掺炼直馏柴油时,直馏柴油掺入比例较高时催化裂化反应性能较好,但会导致汽油产物中芳烃含量增加。     

催化裂化多产丙烯工艺

综述了国内外催化裂化多产丙烯工艺的特点、产品分布、催化剂及工业应用情况。详细介绍了中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院开发的多产液化气和柴油的工艺、多产低碳烯烃的重油深度催化裂化工艺、重油直接制取乙烯和丙烯的催化热裂解工艺及西安交通大学、中国石化集团洛阳石油化工工程公司等单位联合开发的灵活多效双提升管催化裂化工艺。     

反应温度对LCC-2催化剂催化裂解制低碳烯烃性能的影响

以中国石油大庆炼化公司重油催化裂化装置所用原料油为原料,在固定流化床催化裂化试验装置上评价了LCC-2型催化剂的反应性能。结果表明,反应温度升高时,汽油、柴油和重油收率逐渐下降,干气和焦炭收率逐渐增加;液化气收率先升高后降低,590℃时达到最大值;乙烯收率逐渐增加,但丙烯和丁烯收率先升高后降低,均在620℃达到最大值。当反应温度为560~590℃时,低碳烯烃总收率最高可达到23.93%,液化气、汽油和柴油总收率最高为81.35%,干气、重油和焦炭的产率相对较低,产物分布较好。     

重油催化裂解反应条件下丙烯的转化反应 Ⅰ.反应性能及反应路径

 在固定流化床催化裂化实验装置上,考察了重油催化裂解反应条件下丙烯的反应性能。结果发现,丙烯在重油催化裂解反应条件下是一种化学性质活泼的物质;可以通过催化反应转化为乙烯、丙烷、丁烯、汽油馏分中的芳烃和烯烃等反应产物。在脉冲微反实验装置上,通过对中间反应产物的捕捉,提出了丙烯的低聚反应和低聚产物的再裂解反应和芳构化反应以及丙烯的氢转移反应是丙烯转化的主要反应路径。其中, 丙烯的低聚反应和低聚产物的丙裂解反应使丙烯转化为碳数大于3和小于3的烯烃; 低聚产物的芳构化反应使丙烯间接转化为芳烃; 氢转移反应使丙烯转化为丙烷。     

正庚烷催化裂解生产低碳烯烃的影响因素探索

The influence of zeolite structure and process parameters (including reaction temperature and catalyst/oil ratio) on rules for formation of ethylene and propylene in the course of catalytic pyrolysis of n-heptane was studied in a small- scale fixed fluid catalytic cracking unit. Test results have revealed that compared to the USY zeolite and Beta zeolite, the catalytic pyrolysis of n-heptane in the presence of the ZRP zeolite catalyst can result in higher yield and selectivity of ethyl- ene and propylene, while a higher reaction temperature and a higher catalyst/oil ratio can promote the formation of ethylene and propylene during catalytic pyrolysis of n-heptane. The ethylene formation reaction is more sensitive to the changes in reaction temperature, whereas the changes in catalyst/oil ratio are more influential to the propylene formation reaction. This paper has made a preliminary exploration into the different reaction pathways for formation of ethylene and propylene on zeolites with different structures.