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本文利用实沸点蒸馏装置根据重油中不同组分裂化性能差异将原料切割成不同沸点范围的窄馏分,对其进行性质分析和裂化性能考察,发现在减压渣油中仍含有约10%~20%裂化性能良好的优质馏分。依此定义了重油分级点,将重油原料切割为优质原料和劣质原料,进一步考察其催化裂化反应性能,确定各自优化工艺条件,并对比考察了重油分级分区进料与混合进料裂化反应性能,最终建立了劣质原料催化裂化六集总动力学模型。 研究结果表明,长庆、济南重油分级点在500~540℃范围内;选择合适的分级点,可以将10%~20%的原属于减压渣油中的馏分切入到减压蜡油中,这部分馏分油H/C比高、残炭和金属含量低,化学组成和反应性能与减压蜡油相近,在反应中易裂化,因此把它称之为优质原料;而分级后的馏分残炭值增高、胶质、沥青质等重组分含量增大,不仅增加了催化裂化反应过程进料难度,也影响了雾化效果,导致裂化产物分布出现恶化,因此把它称之为劣质原料。 相对于常规的减压渣油与减压蜡油混合进料反应,重油原料分级后将优、劣质原料分别在独立的反应器内进行裂化反应,在处理相同劣质原料量的条件下,可以提高轻质油收率0.5~1个百分点,降低焦炭、干气产率1~2个百分点,而通过提高劣质原料处理量,并为优、劣质原料匹配各自最优工艺条件,轻质油收率可提高近4个百分点,焦炭、干气产率降低2~3个百分点。这说明重油分级分区催化裂化转化工艺通过原料分级、反应分区,并为各自独立反应区匹配最优工艺条件,可以强化重油转化能力,提高轻质油收率和降低焦炭、干气产率。 基于以上研究,劣质原料与减压蜡油、常规重油化学组成、反应性能不同,因此其动力学反应特征也不同,为此本文基于重油分级分区工艺特点,尝试建立了劣质原料催化裂化六集总动力学模型,实验结果表明,不同反应体系反应速率常数不同,劣质原料裂化反应速率常数普遍大于蜡油、渣油裂化反应速率常数,而对于生成同一集总的反应活化能大多在50-60kJ/mol之间,满足裂化反应机理。通过模型效果验证,该模型主要产品的计算值与实验值的相对平均相对误差均小于10%,处于可以接受范围之内,说明本文所建立的模型是合理和可行的。