醚化后混合C4催化转化规律及应用研究

论文摘要

随着“西气东输”工程的顺利实施以及炼厂催化裂化装置处理量的增加,我国民用液化气（醚化后混合C4,以后简称混合C4）过剩;由于国民经济的迅速发展,丙烯和异丁烯需求量逐年增加,呈现供不应求的状态。因此,研究混合C4催化转化规律,寻求解决这一矛盾的措施具有重要意义。本文首先在微型固定床反应装置上考察了混合C4在不同催化剂作用下的催化转化规律。结果表明,催化剂和反应条件,尤其是催化剂对混合C4催化转化生成丙烯和异丁烯的影响非常显著,较高的反应温度、适宜的停留时间和m（H2O）/m（C4）有利于丙烯和异丁烯的生成;与普通催化裂化催化剂相比,LTB-1催化剂的寿命长,转化率高,丙烯收率和选择性高,但异丁烯收率低,这归因于ZSM-5分子筛独特的孔道结构和适宜的酸性。鉴于LTB-1催化剂在催化转化混合C4方面优良的性能,考虑将其进行放大实验。首先想到的是固定床反应器,为了解决放大过程中遇到的困难,在实验室对催化剂颗粒的形状和配方进行改变,但是短期内没有得到令人满意的效果。考虑到LTB-1催化剂良好的抗积炭性能,决定采用固定流化床反应器进行下一步实验。实验室实验结果表明,在适宜的反应条件以及LTB-1催化剂作用下,混合C4在固定流化床反应器内能够达到与微型固定床反应器相当的反应结果。由于混合C4反应需要较高的反应温度以及较大的剂油比,为了充分利用催化裂化装置的热量以及催化剂,在实验室提升管反应器上进行了混合C4单独反应和回炼增产丙烯和异丁烯的实验。实验结果表明,在普通催化裂化反应条件下,可以通过回炼混合C4来增产丙烯、异丁烯和汽油。混合C4单独反应实验证明,在适宜的条件下一次通过反应,其丙烯、异丁烯和汽油的总收率在30m%左右,干气和焦炭收率仅为4m%。在提升管催化裂化小试装置进行组合进料条件下,混合C4回炼对重油的催化转化没有不利的影响,丙烯、异丁烯和汽油的收率都大幅度提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 轻质烃催化裂解技术的国内外研究现状评述
• 1.3 轻质烃转化为芳烃的国内外研究现状评述
• 4 烃烷基化工艺国内外研究现状评述'>1.4 C₄烃烷基化工艺国内外研究现状评述
• 1.5 乙烯和丁烯发生歧化反应生产丙烯
• 1.6 正丁烯异构化工艺
• 1.7 生产车用液化石油气
• 4 烃催化裂解反应机理研究概况'>1.8 C₄烃催化裂解反应机理研究概况
• 1.9 论文选题依据及主要内容
• 第2章 实验与计算方法
• 2.1 实验装置
• 2.2 原料
• 2.3 产物分析方法
• 2.4 催化剂
• 2.5 催化剂表征方法
• 2.6 数据处理
• 4在固定床反应器内的反应规律'>第3章 混合 C₄在固定床反应器内的反应规律
• 4 在平衡剂作用下的反应规律'>3.1 混合C₄在平衡剂作用下的反应规律
• 3.1.1 反应温度的影响
• 3.1.2 原料气体积空速的影响
• 3.1.3 水蒸汽的影响
• 4 在LTB-1 催化剂作用下的反应规律'>3.2 混合C₄ 在LTB-1 催化剂作用下的反应规律
• 3.2.1 反应温度的影响
• 3.2.2 原料气体积空速的影响
• 3.2.3 水蒸汽的影响
• 3.2.4 LTB-1 催化剂寿命的考察
• 4 反应规律影响的比较'>3.3 不同催化剂对混合C₄反应规律影响的比较
• 3.3.1 两种催化剂孔道结构和酸类型的比较
• 3.3.2 两种催化剂上丁烯转化率与产物分布的比较
• 4 在固定床反应器内的放大实验'>3.4 混合C₄在固定床反应器内的放大实验
• 3.4.1 条形催化剂A 的反应效果
• 3.4.2 条形催化剂B 的反应效果
• 3.5 小结
• 4在固定流化床反应器内的反应规律'>第4章 混合 C₄在固定流化床反应器内的反应规律
• 4 在固定流化床反应器内的反应规律'>4.1 混合C₄在固定流化床反应器内的反应规律
• 4.1.1 原料气体积流量的影响
• 4.1.2 水蒸汽对反应的影响
• 4.1.3 反应温度的影响
• 4.2 新鲜催化剂的评价效果
• 4 在微型固定流化床反应器中的反应规律'>4.3 混合C₄在微型固定流化床反应器中的反应规律
• 4.4 小结
• 4在提升管反应器内的反应规律'>第5章 混合 C₄在提升管反应器内的反应规律
• 4 单独反应的实验结果讨论'>5.1 混合C₄单独反应的实验结果讨论
• 5.1.1 停留时间的影响
• 5.1.2 剂油比的影响
• 5.1.3 反应温度的影响
• 4 组合进料实验可行性分析及结果讨论'>5.2 混合C₄组合进料实验可行性分析及结果讨论
• 4 回炼可行性分析'>5.2.1 混合C₄回炼可行性分析
• 4 组合进料实验数据分析'>5.2.2 混合C₄组合进料实验数据分析
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的学术成果
• 致谢