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。     

异丙苯裂化反应路径及苯生成影响因素分析

在催化裂化反应条件下，研究了异丙苯主要裂化反应路径以及反应过程中反应温度和分子筛类型对苯产率和选择性的影响规律。结果表明，异丙苯裂化中的主要反应为脱烷基反应和侧链质子化裂化反应，苯主要来自异丙苯的脱烷基反应；高温和择形分子筛有助于提高异丙苯裂化生成苯的产率和选择性；在反应温度为550℃、质量空速为8h-1、剂油质量比为6的条件下，异丙苯在择形分子筛催化剂上裂化生成苯的产率和选择性分别可达40%和55%以上。     

高丙烯选择性催化裂解MMC系列催化剂的工业生产与应用

介绍了第三代深度催化裂解(DCC)催化剂(MMC系列催化剂)的工业生产和应用情况,对比了它与第二代DCC催化剂(CIP和CRP系列催化剂)的工业应用效果。MMC-1(或MMC-2)催化剂以具有MFI结构的低硅铝比(或高硅铝比)ZSP沸石为主要活性组分,具有更强的生产低碳烯烃(特别是丙烯)的能力。MMC催化剂的工业生产平稳,质量符合技术指标要求。工业应用结果表明,与CIP-2催化剂相比,MMC-1催化剂可提高液化气和丙烯产率,改善汽油质量。用MMC-2催化剂置换CRP-1催化剂后,在工艺操作条件基本相当的情况下,液化气中的丙烯含量增加,丙烯产率上升1.62～3.97个百分点,汽油中烯烃含量下降、芳烃含量升高,汽油质量有所改善,柴油质量不受影响。     

高氮原料的催化裂化研究进展

从FCC催化剂碱氮中毒机理、含氮化合物的转化等角度分析了含氮化合物对催化裂化的不利影响.在此基础上,对目前已工业化和在研的各种高氮原料直接催化裂化技术进行了概述,展望了高氮原料催化裂化发展的方向.     

蜡油催化裂化过程中的苯生成反应途径

以大庆减压蜡油（VGO）为原料,采用不同类型分子筛催化剂在小型固定流化床装置上考察了催化裂化过程中苯生成的两条重要途径——芳烃迁移和芳烃生成反应。在Y分子筛催化剂上,从芳烃迁移反应向芳烃生成反应的过渡大约发生在转化率30%附近,芳烃迁移和芳烃生成反应对苯生成的贡献分别约为36%和64%,原料中约5%的烷基苯会发生脱烷基反应生成苯。在ZSM-5分子筛催化剂上,从芳烃迁移反应向芳烃生成反应的过渡大约发生在转化率55%附近,芳烃迁移和芳烃生成反应对苯生成的贡献分别约为20%和80%,原料中约10%的烷基苯会发生脱烷基反应生成苯。通过芳烃生成反应产生的苯与汽油芳烃的比值基本维持一恒定值,而不随转化率变化,但该比值与催化剂的分子筛类型有关。大庆VGO在转化率75%左右会发生苯消耗反应。反应温度会对苯的生成产生影响。     

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。     

DCC-plus技术及其产品灵活性

中国石化石油化工科学研究院开发的增强型催化裂解(DCC-plus)技术采用多反应区组合反应器型式,不仅能够实现不同反应区的分区精准控制,而且耦合了C₄馏分和轻汽油馏分循环裂化技术,强化了重质原料油的一次裂化反应和汽油馏分的二次裂化反应,在大幅度提高丙烯产率的同时可以降低干气和焦炭产率。DCC-plus技术已经在多个炼油厂得到了工业应用,其中大榭石化的2.2 Mt/a DCC-plus装置的乙烯和丙烯产率分别可以达到5.16%和21.55%。DCC-plus技术具有很好的产品灵活性,通过工艺操作参数和催化剂配方的调整,可以实现不同目标产品的灵活切换,为我国炼油行业的转型升级提供了一条可靠的途径。     

DCC技术平台产业链的开发及其工业实践

对催化裂解（DCC）生成乙烯、丙烯和轻芳烃的反应化学进行研究,开发出高丙烯选择性的DCC-plus技术和兼顾乙烯和丙烯生产的CPP技术,形成了DCC技术平台以适应不同用户的产品需求。开发了DCC原料深度加氢处理技术,其脱硫率达95%以上,脱氮率达65%以上,降残炭率达76%以上,脱金属率达98%左右。而针对DCC产品特点开发的干气液相法制乙苯、丙烯直接氧化法制环氧丙烷、裂解石脑油抽提蒸馏制BTX（苯、甲苯、二甲苯）以及裂解轻油加氢裂化制BTX等特色化工利用技术,延伸了DCC技术平台的产业链,并在化工型炼油项目中成功地获得工业应用,开创了一条符合中国国情的非蒸汽裂解的炼化一体化技术路线。