重油催化裂解制低碳烯烃工艺的研究进展

文中从石脑油蒸气裂解、催化裂化技术、FCC催化剂和助剂技术、重油催化裂解4个方面阐述了近年来国内外制取低碳烯烃的工艺技术研究现状.对目前国内外催化裂解工艺和催化剂的应用进行了评述,为进一步研究裂解制低碳烯烃提供参考.     

轻烃催化裂解制低碳烯烃催化剂研究进展

用低价值轻烃催化裂解制高价值低碳烯烃技术具有很好的发展和应用前景。综述了轻烃催化裂解反应机理以及近年来国内外轻烃催化裂解催化剂的研究进展,分别介绍了分子筛催化剂、杂原子改性分子筛催化剂、金属氧化物催化剂,总结了现有轻烃催化裂解催化剂的技术难点,提出今后的研究重点是开发针对低碳烷烃为原料的催化裂解催化剂。     

烯烃催化裂解制低碳烯烃技术的研究进展

综述了近年来烯烃催化裂解制低碳烯烃技术的研究进展,介绍了目前国内外多家公司开发的烯烃催化裂解工艺和催化剂的研究进展,重点介绍了烯烃催化裂解制低碳烯烃反应的主要催化剂 ZSM-5分子筛催化剂的研究进展,包括分子筛的晶粒大小、硅铝比、添加改性剂和水蒸气处理等对催化剂性能的影响。建议结合我国实际情况加快该技术的工业化研究进程,为有效利用我国炼厂和乙烯厂 C_(4～8)低价值烯烃及拓展低碳烯烃来源提供技术支撑。     

石油烃类催化裂解制低碳烯烃工艺条件及技术分析

现阶段各类低碳烯烃需求日益提升,如乙烯、丙烯和丁烯等,且面临的性能要求也更高。低碳烯烃通常都是深度化学加工煤炭、天然气或石油烃类后产生的,较为成熟的技术包含蒸汽热裂解等,而石油烃类催化裂解在催化剂催化作用的推动下体现出能耗小、裂解温度偏低、丙烯收率高等诸多特点。在简单介绍烯烃裂解机理的基础上,分析了催化剂性质及反应条件,并研究了C_(3)~C_(8)、重油催化裂解等工艺技术,以供参考与借鉴。     

临氢条件下正己烷催化氧化裂解制低碳烯烃

正己烷催化氧化裂解反应体系中引入氢气可在很大程度上抑制COx的生成,提高烯烃选择性.同其它负载Pt催化剂相比,MgAl2O4负载Pt催化剂显示了较强的抑制COx生成能力和优良的临氢催化氧化裂解制低碳烯烃反应性能在反应温度750℃、烷氧摩尔比0.8、氢氧摩尔比为3的条件下,可获得53.7%的烯烃收率,COx收率可控制 在4%以下.     

烃类氧化催化裂解反应制低碳烯烃

烃类原料催化裂解反应是强吸热过程,而金属氧化物品格氧与烃类的氧化反应为放热过程.在反应器中使两类反应同时进行,通过热量的耦合,提供部分裂解反应所需热量.采用固定流化床反应对大量金属氧化物的筛选发现,在裂解催化剂中加入CuO和Mn2O3可以有效提高催化剂的床层温度,且低碳烃收率以及乙烯+丙烯收率未见明显降低甚至略有提高.催化剂床层温度的变化、反应产物的组成以及XRD表征表明,反应体系中存在烃类的催化裂解和氧化反应间的热量耦合.固定流化床反应结果以及催化剂再生实验表明,催化剂具有潜在的工业应用前景.     

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。     

重油催化裂解制低碳烯烃技术研究进展

开发以重油为原料,利用催化裂解工艺直接生产低碳烯烃的技术路线已成为潮流。总结了金属氧化物型、沸石分子筛型催化剂的研究进展,阐述了国内外较成熟的催化裂解工艺的特点和发展现状,认为：高反应温度、短停留时间、大剂油比、大水油比是多产低碳烯烃的主要操作方式;设计和开发具有梯级孔道分布和酸性分布的催化材料,成为新型低碳烯烃催化裂解催化剂的技术关键。     

分子筛孔结构对轻烃催化裂解性能的影响

采用无机碱处理脱硅方法制备了具有不同孔结构的ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外吸附(Py-FTIR)、N₂吸附/脱附对分子筛进行了表征,将其应用于轻烃催化裂解反应考察其性能差异。结果表明,碱处理脱硅制备的微孔-介孔分子筛结合了微孔的催化性能、择形选择性和介孔的优异扩散性能。对于目的产物是低碳烯烃的烃类催化裂解反应而言,同时具有适宜微孔和介孔孔分布的分子筛体现出更优异的催化性能。同碳数的直链烷烃正辛烷和环烷烃乙基环己烷,虽然其分子结构不同,但在具有更短扩散路径和更大外表面积的4^#-ZSM-5分子筛上,正辛烷和乙基环己烷催化裂解均表现出更高的反应活性稳定性和低碳烯烃产物选择性;在相同孔结构分子筛条件下,环烷烃乙基环己烷的总体反应活性低于相对应的直链烷烃正辛烷。     

LCC-2催化剂高温催化裂解制低碳烯烃的反应性能

以重油催化裂化装置原料油为原料,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,干气和焦炭产率逐渐增加;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+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.     

不同烃类催化裂解生产低碳烯烃的性能

 为了拓宽乙烯裂解原料并合理利用焦化石脑油资源,对比研究了烷烃、烯烃、环烷烃同系物及相同碳数不同结构烃在Cu改性ZSM-5分子筛及其与金属氧化物复合催化材料上的裂解性能。结果表明,同系物烃类裂解性能随着碳数增加,裂解生成低碳烯烃的性能增强,高碳数的烯烃和烷烃的转化率和低碳烯烃收率较高,是较好的催化裂解生成低碳烯烃原料。在相同条件下,烷烃和环烷烃的转化率明显低于相同碳数烯烃的转化率。复合催化材料A中的金属氧化物与Cu改性ZSM-5分子筛之间具有很好的协同作用,能够提高烷烃和环烷烃的裂解活性。     

操作参数对重油催化裂解制低碳烯烃的影响分析

在小型固定流化床装置上,以重油催化裂化装置原料油为原料,考察了反应温度、剂油比和质量空速等操作条件对低碳烯烃收率的影响.结果表明:反应温度升高时转化率逐渐升高,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且在590℃时达到最大值;反应温度升高时,乙烯收率增加,但丙烯和丁烯收率先升高后降低...     

不同烃类催化裂解生产低碳烯烃的性能

为了拓宽乙烯裂解原料并合理利用焦化石脑油资源,对比研究了烷烃、烯烃、环烷烃同系物及相同碳数不同结构烃在Cu改性ZSM-5分子筛及其与金属氧化物复合催化材料上的裂解性能。结果表明,同系物烃类裂解性能随着碳数增加,裂解生成低碳烯烃的性能增强,高碳数的烯烃和烷烃的转化率和低碳烯烃收率较高,是较好的催化裂解生成低碳烯烃原料。在相同条件下,烷烃和环烷烃的转化率明显低于相同碳数烯烃的转化率。复合催化材料A中的金属氧化物与Cu改性ZSM-5分子筛之间具有很好的协同作用,能够提高烷烃和环烷烃的裂解活性。     

反应压力对催化裂解工艺的影响及反应机理研究

在中型催化裂化试验装置上,使用DCC工艺的新型催化剂MMC-2,考察反应压力对催化裂解产品分布和选择性的影响,并对反应机理进行分析。结果表明:反应压力对乙烯、丙烯和丁烯等低碳烯烃的产率和选择性均有一定影响。在一定范围内升高反应压力,DCC反应体系内的烯烃低聚反应和氢转移反应加强是影响产品分布和产品选择性的主要原因。     

重油催化裂解生产低碳烯烃影响因素的研究进展

乙烯、丙烯等化工原料需求旺盛和成品油消费增速放缓促使炼化一体化成为石化行业发展的新方向,重油催化裂解生产低碳烯烃工艺在其中占据重要地位。从重油催化裂解反应机理着手,概述了原料、催化剂、反应器型式和工艺条件等因素对重油催化裂解产物分布的影响,并就重油催化裂解技术面临问题的解决提出展望。     

催化裂解制烯烃的技术进展

与传统的蒸汽裂解技术相比 ,液体原料的催化裂解技术具有裂解温度低、烯烃收率高和产物分布灵活性高等优点 ,以催化裂解代替蒸汽裂解制乙烯一直是人们追求的目标。本文综述了催化裂解制烯烃技术的进展情况 ,介绍了目前主要研究的催化剂类型和有代表性的研究成果 ,并指出催化裂解制烯烃技术具有很好的开发前景。     

石脑油制低碳烯烃的影响因素研究

采用自制催化剂,通过实验对比了石脑油热裂解和催化裂解反应的特征,考察了反应温度、反应时间、重时空速和石脑油分压等反应条件对石脑油催化裂解反应产物分布和产率的影响。实验结果表明,在较高反应温度下,石脑油的热裂解反应和催化裂解反应同时存在,且催化裂解反应相对于热裂解反应具有明显的优势;温度越高,热裂解产物越多,而催化裂解产物先增加后减少;增加催化裂解时间和热裂解时间之比能明显提高低碳烯烃的产率;降低重时空速能提高石脑油的转化率;而降低石脑油分压对多产低碳烯烃非常有利。     

废塑料催化裂解制低碳烯烃、轻质燃料油和芳烃的研究进展

随着全球废塑料量的不断增加以及化石能源的不断减少,碳资源循环利用已引起人们的广泛关注。催化裂解是当前废塑料回收利用的一种很有前景的处理方案,可解决环境污染及能源短缺问题。本文主要针对废塑料催化裂解制备轻质燃料油及高附加值产品进行综述,探讨废塑料组成、反应温度、反应器类型及催化剂类型对低碳烯烃、轻质燃料油和芳烃收率的影响,并简述废塑料催化裂解制低碳烯烃、轻质燃料油和芳烃的应用前景;此外,基于现阶段研究进展及存在的问题提出发展方向和思路,该研究可为废塑料的高效转化及高值化利用提供借鉴。     

烯烃催化裂解的反应行为Ⅰ.烯烃裂解的反应速率和产物分布

 采用脉冲微反装置，研究了不同骨架结构的C₅~C₈单体烯烃在催化裂解反应条件下的裂解行为。通过改变催化剂装填量，测定了不同温度下烯烃的反应速率和产物分布。研究表明，脉冲条件下烯烃裂解反应为一级反应，其裂解速率随其分子中碳原子数的增加而大幅增加，烯烃-1的催化裂解速率是相同碳数的2-甲基烯烃-2裂解速率的1.4~1.6倍，但这2种结构的烯烃在相同反应条件下的裂解产物分布和丙烯选择性基本相同。     

催化裂化中温度对汽油裂解制备低碳烯烃的影响研究

对具有增产丙稀功能催化剂LCC-2,进行了高温裂解制备低碳烯烃试验。以催化汽油为原料,在中型提升管试验装置上进行了反应性能研究和反应温度的条件试验。结果表明:随反应温度的升高,汽油收率降低,干气产率增加,液化气产率随反应温度的升高先增加后下降,在600℃左右达到最大值;裂解产品中正构烷烃与异构烷烃降低,芳烃含量及辛烷值都有所增加。