抚顺页岩油两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）工艺研究

论文摘要

丙烯是重要的有机化工原料之一,常规来源主要为石脑油蒸汽裂解和催化裂化过程,由于蒸汽裂解存在能耗高、丙烯收率低、原料来源不足的缺点,重油催化裂解多产低碳烯烃工艺得到快速发展。随着能源供需矛盾的增长,非常规能源的开发和研究日益重要,成为重要的石油补充资源。本论文探索了利用两段提升管催化裂解多产丙烯技术(TMP)加工页岩油这一非常规能源的可行性。抚顺矿务局提供的页岩油具有比较高的饱和分和氢含量,理论上是催化裂解生产低碳烯烃的良好原料,但是氮含量高达1.27%,其中碱性氮化物含量为0.629%。实验表明,采用常规条件下的两段提升管催化裂解,最终丙烯收率达到17.27%,但焦炭收率高达16.49%。鉴于页岩油品质较差的特点,抚顺矿务局对原料进行了加氢处理。数据表明,加氢处理后的原料性质大大改善,氮化物明显减少,原料中的饱和分和氢含量得到进一步的提高,分别达到了88.36%和13.70%。常规催化裂化条件下的产物分布表明,加氢页岩油具有非常高的裂解性能,需控制操作条件的苛刻度,从而避免原料的过裂化和不必要的二次反应的发生。采用TMP工艺加工掺炼30%比例渣油的加氢页岩油,通过组合进料的方式,分别回炼了高烯烃含量的混合碳四和轻汽油,最大限度增产了丙烯收率。实验表明,较为缓和的操作条件下(反应温度T:480℃、剂油比C/O:6.9/12、停留时间S:1.27s/0.77s),整体产物分布比较理想,两段丙烯收率可以达到21.40%,同时保证了轻油收率和品质。为了接近工业装置操作,本实验同时考察了加压条件下的两段反应。实验表明,掺入不同渣油的混合料的两段产物分布比较相似,丙烯收率可达到20%左右,证明了以加氢页岩油为原料生产丙烯的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 世界及其我国油页岩资源分布
• 1.2 国内外油页岩开发历史状况
• 1.3 油页岩加工工艺
• 1.3.1 油页岩气体热载体法干馏制油技术
• 1.3.2 油页岩固体热载体法干馏制油技术
• 1.4 页岩油概述
• 1.4.1 页岩油的性质特点
• 1.4.2 页岩油的加工工艺
• 1.5 丙烯需求
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 装置简介
• 2.1.2 操作规程
• 2.2 分析计算方法
• 2.2.1 产品的分析
• 2.2.2 停留时间的计算
• 2.2.3 剂油比的计算
• 2.3 原料与催化剂
• 2.4 实验方案
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 页岩原油的裂解性能考察
• 3.1.1 单段反应裂解性能考察
• 3.1.2 采用两段技术增产丙烯收率
• 3.2 加氢页岩油的裂解性能考察
• 3.2.1 页岩油加氢前后单段反应结果对比
• 3.2.2 掺入少量渣油对裂解性能的影响
• 3.2.3 停留时间对混合料裂化反应的影响
• 3.3 组合进料反应研究
• 4 对产物分布的影响'>3.3.1 回炼C₄对产物分布的影响
• 3.3.2 回炼轻汽油对产物分布的影响
• 3.3.3 混合原料的两段催化裂解
• 3.4 加压条件下的两段反应
• 265℃馏分油的两段反应'>3.4.1 >265℃馏分油的两段反应
• 3.4.2 不同馏分油的两段数据对比
• 3.4.3 掺炼不同种类渣油对两段反应的影响
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢