非临氢重芳烃轻质化技术研究

为了在非临氢条件下实现重芳烃(主要为C₉～C₁₁芳烃)轻质化,以催化裂解装置重芳烃产物为原料,开展了重芳烃催化裂化转化中试研究。结果表明：在专用催化剂A作用下,重芳烃发生了高效轻质化,生成了苯、甲苯、二甲苯(BTX)和低碳烃;在不同反应温度下,重芳烃的转化率均达80%以上,BTX产率均达40%以上,低碳烯烃产率约6%;640℃时BTX产率最高,为43.38%,BTX+乙烯+丙烯产率最高可达50%以上;通过调节反应温度可在一定范围内调整BTX的组成分布,随反应温度升高,苯和甲苯产率提高,二甲苯产率降低;产物汽油馏分中芳烃高度浓缩,通过精馏即可生产轻质芳烃,无需新增芳烃抽提装置,可大幅降低BTX生产能耗,实现炼化企业提质增效。     

基于烃类组成的催化裂解反应规律北大核心CSCD

目的研究催化裂解过程中不同烃类的反应规律,提升原料油烃类利用率和目标产物的选择性,挖掘“油产化”的潜力。方法基于原料油和产物的烃类组成,详细分析了从原料油到反应产物不同烃类的表观转化率,并对不同烃类的转化与生成途径进行了分析与探讨。结果在催化裂解反应过程中,链烷烃、环烷烃和芳烃的表观转化率分别为93.06%、97.05%和58.53%,其中,单环、双环、三环、四环和五环及以上芳烃的表观转化率分别为61.49%、11.34%、65.17%、29.27%和96.35%。催化裂解产物与原料油物质的量之比为7.68,产物芳烃与原料油芳烃物质的量之比为2.99。液体产物中可进一步转化为目标产物的烃类质量分数为27.50%,产物中单环芳烃通过原料油中非芳烃芳构化反应生成的比例为96.16%。结论链烷烃和环烷烃催化裂解转化较为彻底,而芳烃表观转化率较低,且不同环数芳烃的表观转化率差异较大,并呈现出奇环数芳烃表观转化率高、偶环数芳烃表观转化率低的特征。裂解反应和芳构化反应是催化裂解过程中最重要的两类反应,不同烃类的表观轻质化顺序为链烷烃>单环芳烃>环烷烃>双环芳烃>三环及以上芳烃,产物中单环芳烃主要来自原料油中非芳烃的芳构化反应,液体产物中可转化为目标产物的烃类仍有进一步压减的空间。     

加氢蜡油催化裂化提高汽油辛烷值催化剂HMIP-1的工业应用

中国石化石油化工科学研究院开发了加氢蜡油催化裂化提高汽油辛烷值催化剂HMIP-1，该催化剂在中国石化天津分公司催化裂化装置上工业应用的结果表明：采用HMIP-1型催化剂，在不降低处理量、生焦基本不变的前提下，提升管第一反应器出口温度可提高4 ℃，催化裂化汽油收率提高1.40百分点；催化裂化汽油辛烷值（RON）提高到89.5，提高0.6个单位。HMIP-1型催化剂可有效提高以加氢蜡油为原料的催化裂化汽油的收率和辛烷值。     

改善直馏石脑油催化裂解过程中环烷烃裂解选择性的反应研究

采用分子模拟结合模型化合物微反裂解实验的方法,构建了环己烷和甲基环己烷模型化合物催化裂解的反应网络,分析了环烷烃在催化裂解过程中开环选择性不佳的原因。通过引入新型有特定孔道结构的IM-5分子筛催化剂,可有效强化催化裂解过程环烷烃选择性开环裂解,进而提高环烷烃分子在直馏石脑油催化裂解过程中的开环裂化选择性,促进低碳烯烃的生成。     

劣质重油高选择性催化裂化（RTC-G）技术的工业应用

以高选择性、低能耗地将劣质重质原料转化为优质清洁油品和化工原料为目标,中石化石油化工科学研究院有限公司开发了高选择性催化裂化（RTC-G）技术,并在中国石化济南分公司进行了首次工业应用。与空白标定相比,在相同转化率下,液化气收率增加1.96百分点,汽油收率降低0.51百分点,干气产率和焦炭产率分别降低0.49百分点和0.80百分点,油浆产率降低2.18百分点,产品分布明显改善;适当提高转化率,液化气收率基本不变,汽油收率增加3.73百分点,油浆产率降低3.21百分点,焦炭选择性降低0.78百分点。使用RTC-G技术后,高价值产品选择性提高,产品结构进一步改善。RTC-G技术成为“双碳”目标背景下企业降碳增效的有效手段。     

催化裂化过程烃类分子水平转化规律分析

系统分析了某催化裂化装置从原料油到反应产物的烃类分子水平转化规律,给出了不同烃类的表观转化率和芳烃生成与转化的结果。结果表明：催化裂化反应前后,链状烃质量分数增加31.47百分点、环烷烃分数组成降低23.21百分点、芳烃质量分数减少17.47百分点,产物与原料油的烃类物质的量之比为5.92。催化裂化表观转化率为80.77%,其中链状烃、环烷烃和芳烃的表观转化率分别为91.99%,96.62%,66.10%;在环烷烃中单环、双环和三环及三环以上环烷烃的表观转化率分别为94.60%,97.17%,97.72%;芳烃中单环、双环和三环及三环以上芳烃的表观转化率分别为86.60%,19.64%,68.56%。产物中单环、双环和三环及三环以上芳烃来自原料油同环芳烃的烷基裂化或脱烷基反应的比例分别为13.4%,38.8%,86.1%,其余部分来自原料油或中间产物的芳构化或稠环化反应。     

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CH4产率和选择性的影响规律,分析了导致CH4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CH4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CH4生成的主要反应路径;分子筛催化剂中较强Brnsted酸中心是石脑油催化裂解反应生成CH4的重要活性中心。烃类热裂解反应中CH4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CH4来自于C2原子连接的C-C键或C-H键的质子化裂化反应。     

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。     

催化裂化柴油催化转化生产高附加值产物的研究进展

寻求符合催化裂化柴油（LCO）资源禀赋的高附加值转化技术是化解柴油产能过剩、拓宽轻质芳烃等高附加值产物来源的重要途径。重点介绍了基于不同技术路线的LCO转化工艺,详细阐述了原料性质、分子筛类型和操作条件等因素对加氢LCO催化转化生产高附加值产物性能的影响。同时指出：LCO转化技术在多产轻质芳烃方面还存在较大提升空间,对LCO进行加氢处理-催化裂化的加工路线可充分发挥催化裂化反应体系的诸多优势;目前,对加氢LCO催化裂化转化规律的认识仍局限于全馏分的LCO,要加深对加氢LCO窄馏分、组分油以及关键模型化合物催化裂化反应规律的认识。     

劣质重油高选择性催化裂化(RTC-G)技术开发

为了达到劣质重油催化裂化多产汽油和低碳烯烃的目的,基于拟全浓相、拟均温、拟匀速反应概念,提出使用快速流化床反应器对劣质重油原料进行催化裂化的思路。以中国石化济南分公司2号催化裂化装置原料油为原料,进行了快速流化床反应器催化裂化反应研究,开发了劣质重油原料高选择性催化裂化（RTC-G）技术。研究结果表明：相比于提升管反应器,使用快速流化床反应器催化裂化时的液化气产率和汽油产率分别高2.33百分点和0.35百分点,干气产率低0.34百分点,产品转化率和高价值产品选择性均有一定优势。在快速流化床反应器内选用适当的催化剂,可使劣质重油催化裂化的液化气产率达25.52%,丙烯产率达11.84%。