石脑油催化裂解的研究

论文摘要

随着全球经济的快速发展,石油化工工业也处在一个高速增长的时期。近几年,丙烯衍生物特别是聚丙烯需求的迅速增长,带动了全球范围内丙烯需求的急剧增加。目前,获得丙烯的主要途径是传统的石脑油蒸汽裂解工艺联产丙烯和催化裂化工艺增产丙烯,其中蒸汽裂解大概占全部产能的60%以上,催化裂化占34%。由于原料来源广泛和生产成本低的优势,重油催化裂解增产丙烯工艺近年来得到迅速发展。在某些企业,希望将直馏石脑油作为催化裂解的原料实现增产丙烯的目的,但关于其催化裂解生产低碳烯烃的研究鲜有报道。本论文的实验全部在连续式提升管催化裂化实验装置上进行,探索了直馏石脑油的催化裂解规律。通过改变反应温度、油气停留时间、剂油比和水油比四个操作参数中的任意一个,同时控制其他三者保持不变,考察了操作条件对直馏石脑油的转化率和产物分布的影响规律。实验结果表明,使用LTB-2多产丙烯催化剂,控制油气停留时间为3.4s、剂油比为12、反应温度在600℃、不进雾化水时,石脑油催化裂解的丙烯产率最大值达到17.22%;在此条件下干气产率为16.69%、焦炭产率为1.82%,石脑油的转化率达到了51.06%。考察了催化剂对石脑油催化裂解的影响。首先将反应温度控制在570℃、剂油比控制在12保持不变,不进雾化水,在油气停留时间为2.6s、3.0s和3.5s时分别使用LTB-2、LCC-2和MLC-500三种催化剂考察了石脑油转化率以及产物分布。实验结果表明,使用LTB-2催化剂丙烯产率最高,达到16.19%;在此条件下干气产率为10.97%、焦炭产率为1.09%,石脑油的转化率达到44.4%。在此基础上,考察了实验室自制助剂对石脑油裂解的影响。控制反应条件不变,先使用LTB-2催化剂做空白实验,然后加入20%的自制助剂。结果表明,加入助剂后石脑油的转化率提高了4.7个百分点,丙烯产率下降5.77个百分点,焦炭产率增加到18.02%。对比了石脑油和催化汽油的裂解规律。控制相同的反应条件,分别以直馏石脑油和催化汽油为原料进行实验。结果表明,相同条件下,石脑油催化裂解的转化率和丙烯产率都比催化汽油低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 石脑油蒸汽裂解工艺
• 1.1.1 Brown & Root公司的HSLR工艺
• 1.1.2 Kellogg公司的毫秒炉工艺
• 1.1.3 Linde公司的Pyrocrack型裂解炉工艺
• 1.1.4 KTI/Technip公司的GK工艺
• 1.2 石脑油催化裂解工艺
• 1.2.1 国外石脑油催化裂解工艺
• 1.2.2 国内相关的催化裂解工艺
• 1.3 其他石脑油生产低碳烯烃工艺
• 1.3.1 Lurgi公司的Propylur工艺
• 1.3.2 Mobile公司的MOI工艺
• 1.4 烷烃脱氢/裂解技术
• 1.4.1 烷烃临氢脱氢/裂解技术
• 1.4.2 烷烃氧化脱氢/裂解技术
• 1.5 本研究的主要内容
• 第二章 实验设计
• 2.1 原料与催化剂
• 2.2 实验方案
• 第三章 实验方法
• 3.1 实验装置简介
• 3.2 产品分析
• 3.2.1 裂化气
• 3.2.2 烟气
• 3.2.3 液体产品分析方法
• 3.3 数据处理
• 3.3.1 裂化气中各组分含量的计算
• 3.3.2 焦炭产率的计算
• 3.3.3 液体产品产率的计算
• 3.3.4 剂油比的计算
• 3.3.5 提升管内油气停留时间的计算
• 第四章 石脑油的催化裂解规律
• 4.1 油气停留时间的影响
• 4.2 反应温度的影响
• 4.3 剂油比的影响
• 4.4 水油比的影响
• 第五章 催化剂对石脑油催化裂解的影响
• 5.1 普通催化裂化催化剂
• 5.2 氧化脱氢催化剂
• 5.2.1 正庚烷的氧化脱氢
• 5.2.2 石脑油的氧化脱氢
• 第六章 石脑油和催化汽油裂解规律的对比
• 6.1 油气停留时间的影响
• 6.2 反应温度的影响
• 6.3 剂油比的影响
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 个人简历、在学期间的研究成果
• 致谢