操作参数对汽油催化裂化生成丙烯的影响及其原因探究

在小型固定流化床(FFB)装置上,以催化裂化汽油为原料,考察了进料质量空速和剂/油比(质量比)等操作条件对其液化气产率,特别是丙烯产率的影响.结果表明,降低进料质量空速能够提高液化气和丙烯产率,并提高液化气中丙烯的含量;而增大剂/油比对液化气和丙烯产率没有明显的影响,但是降低了液化气中丙烯的含量.同时探讨了操作条件对反应结果产生不同影响的原因,降低进料质量空速有利于催化剂中择形分子筛内的催化反应,增大剂/油比则有利于催化剂中Y型分子筛内的催化反应.     

异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应路径

 采用小型固定流化床装置(ACE-Model R), 研究了反应温度在450～600℃范围内, 异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应路径。结果表明, 异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应有脱烷基反应、烷基侧链裂化反应、烷基转移反应和氢转移反应等, 其中脱烷基反应是最主要的化学反应, 其选择性为67%～88%;烷基侧链裂化反应选择性为1%～2%;烷基转移反应选择性为1%～10%; 氢转移反应选择性为1%～3%。提高反应温度既有利于脱烷基反应又有利于烷基侧链裂化反应, 烷基侧链裂化反应选择性的增加有利于C₁～C₂等小分子烃类和短侧链芳烃的生成, 但高温不利于烷基转移反应和氢转移反应.     

催化裂解多产丙烯过程中的反应化学控制

在固定床微反实验装置上,选择正十六烷和大庆蜡油为原料,通过改变反应条件和催化剂类型研究了单、双分子反应对丙烯和干气生成的影响。结果表明,强化单分子反应有利于液化气中丙烯含量的提高,但干气产率也会同时增加;而一定程度上促进双分子反应,尤其是负氢离子转移反应的发生有助于抑制干气的生成,但程度太高时却不利于丙烯的生成。利用单、双分子反应的可控制性,采取措施合理调节反应过程中各自的比例和程度是降低现有催化裂解多产丙烯技术干气产率的有效途径。     

沥青质临氢热裂化转化规律初步研究

运用APPI+结合FT-ICR MS、XPS等方法分析塔河沥青质结构。以塔河减压渣油为原料研究沥青质在临氢热裂化转化规律。结果表明,沥青质临氢热裂化过程中的裂化反应以热裂化为主,催化剂可以抑制沥青质的缩合反应,并对沥青质中芳环结构加氢以促进其转化。在合适的条件下,塔河减压渣油沥青质转化率可以达到85.8%,裂化率达到78.2%。次生沥青质的转化是沥青质转化的关键,次生沥青质中最难转化的是稠环芳烃结构和氮稠环结构,其转化难度按从难到易的顺序为HC(芳烃结构)、N1(含1个氮原子的芳香性氮化物结构)、N2(含2个氮原子的芳香性氮化物结构)。含硫结构以及含有2种或多于2种杂原子的沥青质结构的转化率较高。加氢反应是沥青质轻质化的关键。     

塔河减压馏分油芳烃侧链研究

为弄清减压馏分油中芳烃组分的侧链结构特点,将塔河原油的减压馏分油按照极性分成了轻芳烃、中芳烃和重芳烃组分,并采用仪器分析和钌离子催化氧化实验方法对其平均结构和侧链形态进行研究。结果表明,随着芳烃组分极性的增大,其烷基侧链平均碳链长度、平均相对分子质量减小,多环芳烃、杂原子含量增多。通过对钌离子催化氧化实验的水相和有机相产物的分析表明,3个芳烃亚组分的侧链以正构烷基为主,占80%左右,并且从轻芳烃、中芳烃到重芳烃,其侧链中所含碳数小于7的短烷基取代基依次增多,而碳数大于7的长烷基取代基依次减少,另外,异构烷基以低碳数单甲基异构烷基为主。     

从反应化学原理到工业应用Ⅰ S Zorb技术特点及优势

采用量子化学理论计算方法,对S Zorb脱硫反应机理进行了深入研究。结果表明,S Zorb技术的工艺过程实质上是高选择性催化加氢超深度脱硫过程,而不是简单的吸附过程。在S Zorb技术中,通过在加氢催化剂中添加H2S吸收组分ZnO,可有效地转移加氢脱硫过程中产生的H2S,建立一个H2S分压极低的反应环境,避免H2S与汽油中高辛烷值烯烃组分生成硫醇的副反应,同时使催化剂活性金属Ni处于零价态而具有对噻吩类含硫化合物很高的吸附活性,但对高辛烷值烯烃、芳烃组分仅有很低的吸附活性。在此基础上,提出了催化加氢-H2S吸收转移协同作用的催化加氢吸附脱硫机理,并指出保持催化剂中Ni处于零价态避免生成NiS是提高催化加氢脱硫选择性的关键。工业应用结果表明,S Zorb 技术在实现超深度脱硫的同时具有很好的辛烷值保留能力。     

催化剂中Y与ZSM-5分子筛比例对裂化、齐聚和氢转移反应的协作影响

本研究的目的是通过考察催化剂中Y分子筛和ZSM-5分子筛的优化组成,来开发新型催化剂以实现催化裂化过程中同时获得低烯烃含量汽油和高丙烯产率。本研究中制备了5种不同Y分子筛和ZSM-5分子筛比例的复配催化剂,采用小型固定流化床反应器,以催化汽油为原料,在480℃反应温度下考察了复配催化剂中Y和ZSM-5的协同作用对质子化裂化、β-断裂、齐聚和氢转移反应选择性的影响。结果表明：复配分子筛催化剂（Y：ZSM-5=1：4）具有最高的质子化裂化和β断裂反应的能力,甚至高于纯ZSM-5分子筛催化剂。另一方面,复配分子筛催化剂（Y：ZSM-5=3：2）的氢转移反应能力最高,而纯Y分子筛催化剂具有最高的齐聚反应能力。对所有5种催化剂而言,提高转化率均会增强质子化裂化和氢转移反应的选择性,但会减少β-断裂反应的选择性。然而,转化率增加时,齐聚反应的选择性未见明显增加。     

重油催化裂解过程中丙烯和干气的生成历程

采用固定床微反实验装置考察了大庆蜡油不同转化深度下的催化裂解反应的产物分布,探讨了重油催化裂解过程中丙烯和干气的生成历程。结果表明,重油催化裂解过程中,丙烯的生成是原料一次裂解和汽油馏分二次裂解共同作用的结果。当原料转化深度较低时,丙烯已由原料中烷烃的一次裂解反应大量生成;随着原料转化深度的增加,汽油馏分二次裂解生成丙烯的反应所占比重增大。在原料一次裂解为主生成丙烯的反应阶段内,干气主要由烷烃发生单分子裂化反应生成,而在汽油馏分二次裂解为主生成丙烯反应阶段内,芳烃和烯烃缩合生焦反应对干气生成的影响更为显著。     

科威特减压渣油及其窄馏分接触热裂化反应规律研究

采用戊烷超临界萃取方法将科威特减压渣油分为4个窄馏分,并采用核磁、质谱等方法对渣油和窄馏分进行了表征,在固定流化床评价装置上采用惰性流化粒子对科威特减渣及其窄馏分的接触热裂化反应规律进行研究。结果表明：干气产率随原料中五环及五环以上芳烃含量增加而增大,焦炭产率随原料芳碳率的升高而升高,液体产率随原料中（链烷碳率+环烷碳率）的增加而增加,且均呈线性关系;原料中五环及五环以上芳烃含量越高,在相同工艺条件下裂解深度指标CH4/C3H6质量比越大,两者具有很好的线性关系;随原料变重,氢气选择性下降,甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烷烃的选择性增加;原料性质越差,在干气和焦炭中单位转化率的氢分布比例越大,液体产物中氢分布比例越小。     

Y分子筛焙烧脱铝影响因素的考察

制备了一系列NH4NaY分子筛,采用小角度27AlMAS NMR考察了焙烧温度、焙烧时间、Na+含量以及空气湿度对焙烧脱铝程度的影响。结果表明：在空气中焙烧NH4NaY分子筛时,焙烧温度会影响脱铝后形成的非骨架铝的总量及非骨架铝物种的组成,焙烧温度较高时,Na+含量对形成的非骨架铝的量和非骨架铝物种的组成都有影响,焙烧温度较低时,Na+含量仅会影响非骨架铝的量;焙烧时间对脱铝程度的影响与焙烧温度及Na+含量有关,焙烧温度低,焙烧时间对脱铝程度没有影响,焙烧温度高,则焙烧时间对脱铝程度的影响随Na+含量的升高而降低;空气湿度对脱铝程度也有一定的影响。