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重油催化裂解多产低碳烯烃技术大多是在较为苛刻的反应条件下完成,在多产低碳烯烃的同时,甲烷、乙烷、氢气和焦炭等低价副产物的收率也相应增加,尤其是焦炭产率的增加对催化剂活性和选择性影响较大。因此,探究重油催化裂解过程中低碳烯烃选择性与焦炭产率的关系具有十分重要的意义。
工业试验结果表明,中国石油大学(华东)研制开发的两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)技术,在多产丙烯并兼顾轻油生产方面,已取得巨大的成功,但鉴于我国各地炼厂的原料性质存在巨大差异,仍需要对多种类型的原料进行对比研究,为TMP技术的大型化工业应用提供基础数据。
本论文在实验室提升管催化裂化中试装置上,针对三种不同性质的催化原料进行了‘TMP工艺评价,结果表明TMP工艺对不同性质原料具有良好的适应性,产物分布要优于现有工艺。不同性质原料的TMP实验数据表明,焦炭产率对低碳烯烃选择性有着重要的影响。随着焦炭产率的升高,丙烯的选择性是先快速增加,然后缓慢地降低。当焦炭产率达到7.5%的时侯,有最佳的丙烯选择性。
在固定床微反评价装置上,采用催化剂挂焦的方法,考察了催化剂结焦量对低碳烯烃选择性的影响,随着催化剂结焦量的增加,干气中乙烯选择性逐渐降低,液化气中丙烯和丁烯选择性则先增加后降低。当催化剂上的碳含量为1.2%时,丙烯和丁烯的选择性最高。
在提升管中试装置上,通过在蜡油中添加一定量的沥青以及不同性质和不同比例的渣油,考察了催化原料中的生焦前身物对低碳烯烃选择性的影响,结果表明:随着原料中残炭,沥青质等生焦前身物含量的增加,会加重液焦(吸附焦)对催化剂孔道的阻塞以及对酸性位的覆盖,降低了双分子氢转移反应发生的概率,减少烯烃的二次反应,从而提高气体产物中的烯烃含量,增加低碳烯烃的选择性。因此,液化气中丙烯和丁烯收率虽然略有降低,但是其选择性却有所提高。从这个角度分析,原料中存在一定量的生焦前身物对于提高重油催化裂解过程中低碳烯烃的选择性,具有很大帮助作用。