催化裂化增产丙烯的技术进展
催化裂化增产丙烯的技术进展
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催化裂化增产丙烯的技术进展丙烯是重要的有机化工原料,随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长,对丙烯的需求也逐年俱增。
世界丙烯的需求己从20年前的1520万吨增加到2000年5120万吨,年均增长率达6.3%。
2001年丙烯需求量达到5020万吨。
据预测,至2005年,丙烯需求的年增长率为5.6%,高于乙烯需求的年增长率3.7%。
预计丙烯的需求量到2010年将达到8600万吨。
丙烯主要衍生物的年均增长率依次是:聚丙烯6.3%,丙烯酸6%,丙烯腈4%,环氧丙烷4%,异丙苯/苯酚3.8%。
在丙烯衍生物中,聚丙烯占丙烯的消费量最大,为57%,其他依次是:丙烯腈11%,羰基合成醇8%,环氧丙烷7%,异丙苯6%,丙烯酸5%,异丙醇3%,其他3%。
在丙烯及其衍生物需求增长的同时,生产丙烯技术也向多样化方向发展。
目前,世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品,32%来自炼油厂催化裂化(FCC)生产汽、柴油的副产品,少量(约2%)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。
按今后5年内丙烯需求增长率5.6%测算,现有炼油厂必须增产410万吨/年丙烯才能满足石化工业对丙烯的需求,这主要将来自催化裂化装置。
石化工业对炼油厂催化裂化(FCC)增产丙烯的需求,使石化与炼油实施了更紧密的结合。
典型的FCC装置每生产1吨车用汽油约副产0.03~0.06吨丙烯。
近年,FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术,主要有:中国石化石油化工研究院(RIPP)的DCC工艺,凯洛格-布朗路特(KBR)公司的Maxofin工艺、Superflex工艺,UOP 公司的PetroFCC工艺,罗姆斯公司的SCC工艺。
图1示出蒸汽裂解、常规FCC与DCC、Maxofin、Superflex等工艺生产丙烯的产率比较。
1. 中国石化石油化工科研院(RIPP)的DCC工艺该深度催化装化(DCC)工艺又称催化裂解工艺,它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。
DCC装置在538~582℃、10%~30%蒸汽条件下操作,而FCC装置在493~549℃、1%~3%蒸汽条件下操作。
多产丙烯的催化裂化工艺技术探讨
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多产丙烯的催化裂化工艺技术探讨丙烯是生产塑料、合成橡胶以及合成纤维三类高聚物合成材料的基本原料。
丙烯的需求量正不断的提升着,传统的丙烯催化裂化工艺已经难以满足当前的需求,随着相关技术的发展,多产丙烯的催化裂化工艺也有了新的成就。
本文就多产丙烯的催化裂化工艺进行了分析研究,并举例分析工艺中各要素对催化裂化的影响展开了讨论。
标签:丙烯;催化裂化工艺;催化剂在基础有机化工原料中,丙烯的产量及用量很多,将丙烯原料进一步加工可以生产的丙烯衍生产品:聚丙烯、丙烯腈、羰基醇、异丙苯、环氧丙烷、异丙醇等。
随着丙烯相关加工制造业技术的发展,相关产品的市场需求量也在提升。
2011年的全球丙烯需求增长率达到了5%,比乙烯材料的需求增长率高了近0.5个百分点,并且在近期丙烯年均需求量增长率仍较乙烯高出了0.2个百分点。
1 催化裂化工艺概述当前生产丙烯的主要工艺仍是以蒸汽裂解工艺为主,依赖此工艺产出的丙烯产量高达70%,其中使用催化裂化工艺产出的占比约为28%,剩余2%的产量则是来源于丙烷脱氢工艺。
随着能源产业的发展,石油化工行业制备工艺也有了长足进展。
传统制备丙烯原料的工艺渐渐透露出疲态,已经难以满足当前的原料需求。
催化裂化工艺常用在原油加工领域,能够进一步提高油品质量。
催化裂化的应用同样可以生产一些有机化工原料。
随着催化裂化工艺的发展,逐渐以流化催化裂化(FCC)为主,也就是当前常规催化裂化装置的工艺原理。
使用常规催化裂化装置生产丙烯的质量产率较少,而多产FCC丙烯生产工艺的丙烯产率可以大幅提高。
使用流化催化裂化在加工石油产品时是重质馏分的轻质化过程,使用流化催化裂化生产的产品主要是汽油及柴油,能够伴随产出接话气体,液化气体中的焊料最高的便是丙烯及丁烯。
因为当前丙烯的市场需求量快速增长并且催化裂化产出丙烯的特点,国内外开始了催化裂化工艺加工中增产副产丙烯的工艺研究,一些在传统催化裂化工艺上的改进也渐渐走向成熟并投入使用。
实现丙烯增产的利器:MAXOFIN?催化裂化技术
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实现丙烯增产的利器:MAXOFIN™催化裂化技术满足市场对丙烯不断增长的需求目前,生产轻质烯烃的炼油厂和石化厂已经越来越难跟上市场对丙烯日益增长的需求了。
蒸汽裂解装置曾经能够通过副产丙烯的方法来满足这一需求,而现在,其供应已远远跟不上需求。
随着越来越多的蒸汽裂解装置采用乙烷为原料,副产的丙烯产量降低,市场对能大量生产丙烯同时副产乙烯较少的工艺的需求也在不断增加。
KBR的MAXOFIN催化裂化工艺恰好可以满足这种需求。
它将其成熟的的Orthoflow™同轴式催化裂化反应器与专有添加剂相结合,能用传统的FCC进料实现丙烯产量的最大化,同时减少乙烯副产品的产出。
更大的生产灵活性当今的炼油厂需要一种技术来帮助其满足市场需求。
KBR的MAXOFIN技术不但能从FCC原料中获得20%或更多的丙烯,同时还具备更大的生产灵活性。
当生产丙烯与生产油品收益差别较小时,MAXOFIN 也可以当作常规的FCC来操作,其生产的大部分产品为汽油。
而当市场对丙烯的需求相对较高时,该工艺可以相应减少汽油的产量,并使丙烯产量实现最大化。
当市场需要柴油和丙烯时,我们的MAXOFIN工艺可以在低转化率下运行主提升管反应器以维持油品收率。
主提升管中生成的轻石脑油及C4可以循环到第二提升管反应器中,在更加苛刻的条件下最大程度地转化为丙烯。
除了加工FCC自产的轻石脑油外,第二提升管也可以同时处理来自炼厂其它装置的石脑油及C4,如焦化石脑油及C4。
饱和石脑油,如直馏轻石脑油,也可以在MAXOFIN装置中进行转化,在提高丙烯收率的同时,直馏石脑油的辛烷值也有所提高。
需要考虑的经济因素在多产丙烯的操作模式下,石脑油的产量降低,但与常规的FCC装置相比,MAXOFIN催化裂化石脑油产品中的辛烷值及芳烃含量都大为增加。
除芳烃外,炼油厂也可以回收MAXOFIN工艺生成的乙烯作为高价值的石化产品原料,提高经济效益。
该工艺使炼厂可以对辛烷值较低的轻石脑油进行增值利用。
增产丙烯的催化裂化工艺进展
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多产丙烯或扩大丙烯资源的技术 , 包括对传 统蒸 汽裂 解和催 化裂 化 技 术 的改 进 , 催 化 裂解 多产 如
丙烯 技术 、 催化 裂化 多产丙 烯技术 ; 与 乙烯 装置 可 或催 化裂 化 装 置 相 配 套 的技 术 , 烯 烃 易位 ( 如 即 乙烯 和丁 烯 歧化 技 术 ) C/ 馏 分转 化 技 术 ; 、 C 扩 大 丙烯资 源 的丙 烷 脱 氢 技 术 和 甲醇 制 烯 烃 技 术 等 。这些 技术 中 , 过催 化 裂 化 工艺 多 产 丙烯 技 通 术 更符合 国情 , 为此 , 笔者将 国内外催 化裂 化多 产 丙烯 工艺 进展综 述 如下 。
( % )羰 基醇 (% ) 。近年来 受丙 烯 衍 生物 需 4 、 9 等
求快速拉动的影响 , 全球丙烯需求年增长率大大 超过了乙烯 , 1 年丙烯需求增长率约为 5 , 2 1 0 % 将 达到 7 . M/ , 35 t 比乙烯高 出 0 5 a . 个百分点 , 同时 在 2 1-2 1 期 间 年平 均 增 长 速 度将 保 持 高 00 05年
化
工
EP T O E R CH 。 E
M Is C 三 A L
卷s 第期
2 11 D . . CC 工 艺
传 统 F C工艺 高 。 C
2 1 2 C P工 艺 . . P
1 催化 裂化 多产丙 烯技 术思路
2 1 国 内催化 裂化增 产丙 烯工艺 进展 . 国内相关 的增 产 丙 烯催 化 裂 催 化 裂 解 技 术有 : 以重 质油 为原 料多产 丙烯 的催化 裂解技 术 , 即深 度催 化裂化 技 术 ( C ; 产丙 烯 和 乙烯 的 D C) 多 催化 热裂 解技术 ( P ) 重 质 油接 触 裂解 ( C ) CP ; H C
最大化多产丙烯催化裂化技术1

催化裂化反应的机理
表9-3 胜利减渣各组分催化裂化反应产物分布(质量分数)
原料 脱沥青油 C5-C12 41.9 C12-C20 10.4 C5-C20 52.3 焦碳 24.4
饱和分
芳香分 胶质 轻胶质
61.4
43.4 33.4 37.6
10.0
14.6 10.3 10.3
71.4
58.0 43.7 47.9
催化剂接力。二段催化裂化的回炼油进料后
接触的催化剂是再生后的,活性与蜡油接触 的催化剂一样60以上。 短反应时间。反应时间一般在1秒左右,可低 于1秒。减少二次反应,干气产量低。 大的剂油比。减少焦炭产率。
1. 技术原理
干气 丙烯 LPG
催化裂解 >20% 14% >14% 12~13% ~12%
如何挖潜? ♣ 丁烯是很好的催化裂解生产丙烯的原料 ♣ 汽油馏分内的烯烃也是很理想的生产丙烯的原料 巧合? ♣ 重油在高HZSM-5含量的催化剂上反应,除丙烯收率 高外,丁烯、戊烯和己烯的收率也很高; ♣ 丁烯、戊烯和己烯在同样的催化剂上反应可高选择性 生成丙烯;
♣ 丁烯、戊烯和己烯高选择性转化成丙烯的条件是高温、 超短接触时间和大的催化剂流化密度;
催化裂化反应的机理
各种烃类在催化剂上的吸附能力按其强弱顺 序大致可排列如下:稠环芳烃>稠环环烷烃 >烯烃>单烷基侧链的单环芳烃>环烷烃> 烷烃。在同一族烃类中,大分子的吸附能力 比小分子的强。如果按化学反应速率的高低 顺序排列,则大致情况如下:烯烃>大分子 单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃及环烷烃 >小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃 >稠环芳烃。
最大化多产丙烯催化裂化技术
主要内容
增产丙烯的烯烃转化技术进展分析
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增产丙烯的烯烃转化技术进展分析近年来,由于丙烯下游产品链的快速发展和丙烯供应量的不足,国外公司热衷于开发新的增产丙烯技术,以提高蒸汽裂解和催化裂化工艺的丙烯收率。
20世纪80年代末,我国研制开发了ARGG、DCC-I、DCC-Ⅱ、CPP和HCC等催化裂化技术,多数工艺已实现工业化。
催化裂化技术同国外先进的烯烃转化技术结合,采用烯烃转化技术利用催化裂化产物中乙烯和丁烯生产丙烯,为我国增产丙烯开辟了一条新的途径。
1烯烃转化技术烯烃转化技术属于烃类转化技术。
目前,全世界已经有9套烯烃歧化装置投产,这些烯烃歧化装置或与蒸汽裂解装置联合,或与炼油厂回收丙烯装置联合。
与蒸汽裂解装置结合可将丙烯/乙烯比提高到1-1.25,丙烯产量比仅用液体原料的蒸汽裂解装置提高1倍以上;该技术与最大限度生产丙烯的催化裂化装置联用,可使丙烯产率比最大生产汽油模式技术高出3倍。
1.1ABBLummus公司的OCT技术ABBLummus公司的OCT技术将乙烯转化为丙烯的选择性近100%,将丁烯转化为丙烯的选择性为97%,丁烯总转化率为85%-92%(丁烯进料中正丁烯质量分数为50%-95%)。
进料中的乙烯和丁烯可来自蒸汽裂解装置和各种炼油厂的生产过程,浓度也可不相同,丁烯也可来自乙烯二聚装置。
OCT技术采用固定床反应器,催化剂是载于硅藻土上的WO,和MgO。
催化剂可连续再生,催化剂结焦采用氮气加空气清焦。
原料中的1—丁烯在MgO作用下异构化为2—丁烯,然后与乙烯由W03歧化生成丙烯。
在乙烯塔内分离出未反应的乙烯返回反应器循环使用,丙烯可以在丙烯塔内分离得到,因在反应中无丙烷生成,无须进一步提纯即可得到聚合级丙烯。
OCT技术工艺流程见图1。
1.2IFP的Meta-4技术与OCT技术相比,Meta-4技术利用铼基催化剂在液相低温下进行操作,在35℃时单程平衡转化率可达63%。
该技术对丙烯的选择性大于98%,2—丁烯转化率90%,产物中乙烯的质量分数可达31.2%,丙烯的质量分数可达22.4%,C3与C2质量比可达0.72。
UOP最大量生产丙烯的催化裂化新技术
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UOP最大量生产丙烯的催化裂化新技术作者:钱伯章来源:《石油知识》 2013年第4期金书文用液化气和轻石脑油循环,这是生产最大量丙烯的最佳方案,当然需要对气分装置进行重新配置,以有利于用液化气和轻石脑油循环。
RxPro技术因为要增设第二反应器,所以需要对反应器/再生器部分进行大范围的改造。
上述这些措施在UOP和其它公司转让技术的催化裂化装置上都已采用。
UOP多产丙烯的PetroFCC催化裂化技术PetroFCC催化裂化技术采用低分压、高反应温度、ZSM-5催化剂系统和具有特色的RxCat 技术。
RxCat技术是一种反应器技术,使出汽提段的积炭活性催化剂循环到提升管混合段与再生剂进行混合。
因为循环的催化剂是热平衡中性的,所以RxCat技术能够大大提高提升管的剂油比。
RxCat技术能够缓解提升管入口温度控制干气产率,而高剂油比能促进提高转化率。
因为RxCat技术可使剂油比提高到受热平衡限制的范围之上,所以可以在循环平衡催化剂藏量中ZSM-5处于任何一个比例时都可以使提升管中有较高的ZSM-5含量。
此外,把RxCat技术用于ZSM-5强化的催化裂化催化剂系统,可以改进ZSM-5的效率,因此提高剂油比就可以使轻石脑油中的烯烃进一步转化。
RxCat技术也可以用于对老装置进行技术改造。
在改进产品选择性和控制干气产率方面可以得到类似的效果。
此外,因为其热平衡是中性的,所以用RxCat技术的净效果是焦炭差提高,可以使再生温度提高。
这对于加工经苛刻加氢处理的原料油或在低焦炭差运行的装置非常重要。
有代表性的低焦炭差操作是后燃和提高烟气中的一氧化碳含量。
提高烟气中的一氧化碳含量可能需要提高过剩氧含量(这是一种效率低下的做法)并使用一氧化碳助燃剂。
催化裂化装置应对低再生温度采用RxCat技术前后的数据如表1所列。
自2005年RxCat技术工业应用以来,已有6套装置在运行,另有12套装置在设计或在施工中。
在运行的6套装置中有一套是用PetroFCC技术改造的老装置,以阿拉伯轻原油的减压瓦斯油为原料得到的丙烯收率在16重%以上。
丙烯催化剂及生产工艺的市场应用和最新进展分析
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丙烯催化剂及生产工艺的市场应用和最新进展分析摘要:丙烯是化学工业中最基本最重要的原料之一,在人们的生产生活中占据非常重要的地位。
本文介绍了丙烯催化剂和生产工艺,并且对其市场应用和最新进展进行了分析。
关键词:催化剂生产工艺市场应用最新进展烯是最重要的有机石油化工生产的原料之一,广泛应用与苯酚、丁醇、聚丙烯、丙酮、环氧丙烷、辛醇、丙烯酸、烷基化油、高辛值汽油调和料、催化叠合和二聚等领域中,在国民经济中发挥着重大作用,至今仍有巨大的发展前景。
由于丙烯工业应用空阔,技术或者工艺上的小小提升就能带来巨大的经济效益,所以一直以来,与丙烯有关的工艺技术研究都受到人们的高度重视。
本文就对各种丙烯催化剂和生产工艺的市场应用和最新进展进行探讨。
1 催化裂化法制丙烯生产工艺及最新进展丙烯主要是从石油中得到的,代表性的生产工艺有三种:蒸汽裂解法、丙烷(丁烷)脱氢法和催化裂化法。
其中最常见的为催化裂化法。
1.1 MOI工艺这个工艺是由Mobil公司开发的,通过烯烃的相互转化,可以将FCC轻石脑油裂解的副产物转化为丙烯和乙烯,这个工艺中最关键的步骤就是Z,SM一5催化剂的使用,从而促使C4一C7烯烃齐聚、裂化、歧化等反应,转化成烯烃。
MOI工艺的装置由再生器和流化床反应器组成,操作压力与温度和流化催化裂化基本一致。
工艺的原料是FCC轻石脑油,可生产26.3%的丙烯。
1.2 Propylur工艺德国鲁齐公司开发了Propylur工艺由,这个工艺的主反应是在7SM一5择形分子筛的作用下,将大分子烯烃转化丙烯和乙烯,可以处理FCC或蒸汽裂解装置的富含丁烯的q组分,轻烯烃的转化率为83%左右,产品的典型分布为:丙烯42%,丁烯31%,乙烯10%,通过循环丁烯,丙烯的产率还可以提高。
1.3 SUPERFLER工艺还有美国Arco.公司开发的SUPER FLER工艺。
这个工艺采用q 一q轻烃为原料,原料为富烯烃物,转化率与丙烯选择性达到最高。
催化裂化增产丙烯助剂工业应用
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催化裂化增产丙烯助剂工业应用摘要:催化裂化是炼油化工的重要工艺之一,通过提高催化剂的活性、降低烷烃损失和提高原料收率,可提高丙烯产量。
催化裂化催化剂具有较好的抗流行性,能较好地调节催化裂化反应催化剂的流变性质,可使烯烃损失减少、选择性提高或不降。
目前世界上使用和开发新的催化裂化催化剂已经超过了50种,各种新型催化剂在生产过程中往往会产生一系列副作用;开发新的催化剂不但可以提高装置的经济效益,还可以降低丙烯的损失比例。
因此开发具有优异性能的催化剂势在必行!本文以催化裂化装置为例进行介绍催化剂增强剂以其发展现状,希望能为国内的催化裂化催化剂生产企业的发展提供参考。
关键词:丙烯助剂;催化裂化;增产优化引言丙烯是三大合成材料中最主要的原材料之一,它是一种高聚合度的聚合物,可以用它来生产高附加值的聚丙烯。
FCC(催化裂化)技术是一项低投入的生产技术,其生产的产品一般都是弹性的,不需要复杂的工序,既能保证轻油收率,又能高效地将重油进行转换,且原材料的适应性广,可以实现二次处理。
在催化裂化制取丙烯时,通过添加丙烯助剂和工艺操作条件的优化,以达到提高丙烯产率的目的。
1催化裂化增产丙烯助剂简介及应用现状1.1催化裂化增产丙烯助剂简介催化裂化增产丙烯助剂(简称“催化剂增强剂”)主要用于减少丙烯损失、提高丙烯收率,具有很好的效果。
其作用机理为:(1)提高丙烯的转化率,通过增加转化率可以获得更多有用烯烃;(2)提高炼油装置丙烯生产能力,可以提高产品收率。
与传统增强剂相比,催化剂增强剂具有性能优异、成本低、用量少等特点.丙烯助剂优势为:(1)可有效提高选择性和产品收率;(2)提高产品质量和经济效益;(3)减少产品损失;(4)可以实现无污染生产过程;与现有技术相比较,提高产物收率和改善产品质量是更为可靠和可行和高效且经济的方法。
随着国家环保要求日益严格,催化裂化装置需要对催化剂进行升级。
近年来各大炼油厂在催化裂化装置中增加使用了一系列催化剂增强剂,实现了增产丙烯、改善产品质量及生产效率等诸多方面的提升。
C4烯烃催化裂解增产丙烯技术进展
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摘!要!从热力学!反应机理等方面分析了 C4 烯烃催化裂解增产丙烯技术的特点" 介 绍 了 该 技 术 的 最 新 研 究 进 展#评述了 C4 烯烃催化裂解生产丙烯是高效利用烯烃资源的重要途径#认为应加快 开 发 具 有 我 国 自 主 知 识 产 权 的高效烯烃催化裂解增产丙烯的技术$ 关键词!C4 烯烃#丙烯#催化裂解#增产丙烯#反应机理#热力学 中图分类号!T@ Z Z 1. Z 1 +Z !!!文献标识码!A !!!文章编号!1000 6613 Z 005 1Z 1347 05
! !!!!!!化!!!工!!!进!!!展!!!!!! !Z 005 年第Z 4 卷!第!1Z!期!! !!C HE MI CAL I NDUSTRY AND ENGI NEERI NG PROGRESS !!!!!!
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C4 烯烃催化裂解增产丙烯技术进展
刘俊涛1 !Z !谢在库Z !徐春明1 !钟思青Z !白尔铮Z
c4烯烃催化裂解反应机理c4烯烃催化裂解的真实反应机理同选用的催化剂及具体的反应条件密切相关在酸性分子筛催化剂上同时存在着酸中心按照传统的正碳离子反应机理由于酸中心是给质子中心故裂解过程主要发生在酸中心是缺电子中心主要发生氢转移和生焦反应也有人认为酸中心主要在500以下起作用而心的作用温度超过500c4烯烃裂解主要遵循正碳离子机理高温下自由基反应机理得到加强一定温度范围内两种反应机理共同组成一种复合反研究在sm5分子筛催化剂上的c4烯烃反应历程认为丁烯之间存在高度可逆过程且主要受热力学因素控制尤为重要的是丁烯在异构化的同时主要通过二聚形成c8中间体然c8中间体再顺次裂解形成复杂的产物分布对低碳烯烃裂解机理的另一种表述所有c4以上的烯烃丁烯戊烯己烯等在催化剂上被切断为chz碎片然后碎片在准平衡的分配作用中重新结合准平衡的分配作用主要受催化剂的择形性控制催化剂及反应性能c4烯烃催化裂解生产丙烯催化剂是技术开发的关键催化剂应具有如下特征具有合适的孔道结构一方面应使c4料自由进入以及产物乙烯和丙烯顺利通过另一方面可以阻碍大分子聚合产物通过使其不能在孔道内结焦催化剂具有合适的酸度及酸量分布酸强度过强烯烃易发生聚合芳构化直至结焦等副反应不利于提高目的产物的选择性酸度过弱无法满足c4催化裂解所需的能量目的产物的选择性及收率也较低目前c4烯烃催化裂解催化剂主要集中在具有合适孔径的中小孔分子筛催化剂尤其是sm5分子筛催化剂因为sm5分子筛具有特殊的三维孔道和孔径尺寸稳定的骨架结构和大范围可调的硅铝比可根据不同的特定反应制定满足不同反应要求的催化性能关键在于分子筛各项物化参数的调变实验结果验证了上述特征以工业醚化混合c4丁烯质量分数84为原料考察了磷改性对催化剂活性及水热稳定性的影响其pmasnmr魔角核磁共振谱分析表明改性后磷进入分子筛并与分子筛发生了作用改善了骨架铝的配位环境稳定了骨架铝原子在水热脱活时保留了更多的反应活性中心磷修饰的sm5sm11分子筛催化剂硅铝物质的量比为300用于c4烃裂解生产丙烯和乙烯在510
增产丙烯的催化裂化工艺进展
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增产丙烯的催化裂化工艺进展一、绪论介绍丙烯及其重要性,以及丙烯催化裂化工艺的发展现状和意义。
二、催化剂设计与优化讨论催化裂化反应中催化剂的重要性,介绍现有的催化剂设计方法和优化策略。
三、反应机理研究阐述丙烯催化裂化反应的基本机理,包括反应物吸附、表面中间体的生成和分解等方面,探讨各种反应条件对反应机理的影响。
四、催化反应条件控制方案分析丙烯催化裂化反应的各种条件对反应的影响,包括催化剂的种类和载体、温度、压力、微观运动等,提出一套适合工业应用的反应条件控制方案。
五、应用及展望总结现有的丙烯催化裂化工艺大规模生产的应用情况与市场现状,并对未来的发展前景进行探讨。
包括技术进步与市场需求方面的未来展望,以及相关技术研究方向的建议。
一、绪论丙烯是一种重要的石油化工原料,广泛应用于合成高分子材料、塑料制品、橡胶、合成纤维、印刷油墨、制冷剂、香料等领域。
近年来,随着中国经济的快速发展和工业生产的扩大,丙烯的需求量越来越大,而传统的生产工艺存在低效、高能耗、低环保、低成本等问题。
因此,研究丙烯的高效生产工艺和技术具有重要的现实意义和应用价值。
催化裂化是一种重要的丙烯生产工艺,它通过在合适的催化剂存在下,将石油轻质油组分在高温下分解成丙烯等低碳烯烃和其他有机物,从而实现丙烯的高效生产。
催化裂化技术具有反应速率快、生产周期短、能源消耗低、环保性好等优点,是目前丙烯生产中最受关注和应用最广泛的工艺之一。
然而,由于催化剂的特殊性质和反应机理的复杂性,丙烯催化裂化工艺中存在着一系列技术瓶颈和难题,包括催化剂的设计、反应机理的解析、反应条件的控制等方面。
因此,探索和研究丙烯催化裂化工艺的基础理论、优化催化剂的组成和反应条件,对于提高工艺效率、提高丙烯产率和降低生产成本具有重要的现实意义和发展空间。
本文将在系统总结已有研究成果的基础上,探讨丙烯催化裂化工艺的主要技术问题和进展,包括催化剂设计与优化、反应机理研究、催化反应条件控制方案等方面。
多产丙烯的催化裂化工艺进展

增 产轻 质 烯 烃 , 尤其 是 丙 烯 。采 用 2台反应 器 和 1台共 用 的再生器 , 主裂解 原 料 在 高温 、 剂油 比 高 条件 下最 大 限度 地 生产 轻 质 烯 烃 , 压 反应 区用 低 以提高烯 烃度 。 通 常的 F C工 艺 提 高 轻 质 烯 烃 产 率 是 通 过 C 提高 反 应 温 度 和 催 化 剂 循 环 量 来 实 现 的 , 而 Pt F C工艺 通 过补加 特定 的择 形添加 剂使 一些 eo C r
丙烯 , 前以中国石油化工股份有限公司的深度 目
催 化裂 化 、 化 热裂解 工 艺和美 国 U P公 司的重 催 O 油催化 裂化 ( eo C 工艺 为代 表 。与 以减压 馏 Pt F C) r 分油 ( G 类 原料 的蒸 汽 裂解 装 置 相 比 , V O) 这些 为 炼 化 一体 化设 计 的技 术 可 以处 理重 质 原 料 , 于 由
炼 厂 回收丙烯 和 乙烯 的方法 难 以满足 市场 对丙烯
由美 国 U P公 司 开 发 的重 油 流 化 催 化 裂 化 O 工 艺 ( er lii d a l i rcig 简 称 P t Fudz C t y c akn , o e a t C P t F C) 艺可 以瓦 斯 油 和 减压 渣 油等 为 原 料 eo C 工 r
关键词 : 催化裂化 丙烯 技术 进展
中图 分 类 号 :Q 2 . 1 T 2 12 2 文 献 标识 码 : A 文章 编 号 : 17 6 4—19 (0 2 0 0 5 0 9 2 1 )2— 0 7—0 6
丙 烯是 产量 仅次 于 乙烯 的重要 基础 有机 化工 原料 , 主要 用于 生 产 聚 丙 烯 ( 占 5 % ) 丙 烯 腈 约 2 、 (2 ) 环 氧 丙 烷 ( % ) 异 丙 苯 ( % ) 异 丙 醇 1% 、 7 、 7 、 (%) 4 和羰 基 醇 (% ) 。近 年 来 受 丙 烯 衍 生 物 9 等
催化裂化生产丙烯工艺技术的新进展

5.1 38.8 32.3
>99 >85
16.5
-
中国石TP化I公集司团典炼型油调继合续汽教油育中心
组成,% DCC 汽油 重整油 异构化油
MTBE 直馏汽油 性质 密度,g/ml RON MON 芳烃含量,%
97#无铅汽油
1
2
85
65
-
15
5
6
6
8
4
6
0.7542
98.2 84.2 34.6
其中异丁烯
大庆 安庆 济南 济南
DCC-I DCC-I DCC-I DCC-II VGO+ VGO+ VGO+ VGO+ ATB CGO DAO DAO
545 550 564 530 3.7 3.5 5.3 1.8 23.0 18.6 19.2 14.4 17.3 13.8 13.2 11.4 6.9 5.7 5.2 4.8
重油裂化能力强 • 形成系列化、多品种,用于不同的原料和
目的产品
中国R石AG化催集化团剂炼功油能继结续构教示育意中心
积炭表面
汽油
积炭表面
原料 大分子
重油
中等分子
大孔活性基质表面
中孔 /通道 适宜的酸性表面
柴油
液化气+汽油 积炭表面
中等尺寸 饱和烃
复合分子筛 小孔 裂化表面
液化气+ 汽油
液化气
图2. 特殊结构和反应性能的催化剂
中国石化集团操炼作油参继数续教育中心
反应温度 剂油比 停留时间 反应压力 稀释蒸汽
FCC
基准 基准 基准 基准 基准
DCC
+0~50oC 1.5~2 倍
论文-催化裂化多产丙烯的研究

东北石油大学工程硕士专业学位论文催化裂化多产丙烯的研究摘要丙烯有机化工生产过程中重要的原料之一,主要用于生产聚丙烯。
聚丙烯由于其密度小、抗张强度强、耐腐蚀,等特点,在强度、刚性和透明性方面都比聚乙烯好,用途十分广泛,是最轻的通用塑料,另外聚丙烯可以作为合成树脂再进一步做成塑料,它的另一个用途是作为六大合成纤维之一的丙纶。
随着经济和科技的发展,人们对聚丙烯的需求不断扩大,这也极大地促进了丙烯的市场需求量。
传统蒸汽裂解生产丙烯工艺已不能满足市场的需求,结合我国目前催化裂化的生产特点,适当的调整生产方案和操作条件,在不影响油品生产的同时,又能提高丙烯的产量,达到既能创造经济效益又能够明显改善目前市场供不应求的现状的目的。
本论文正是从这一实际出发,比较了目前各种催化裂化多产丙烯工艺技术的特点,与炼厂实际相结合,采用两段提升管催化裂化多产丙烯(TMP)技术,对此工艺的操作条件、进料方式和催化剂的选择进行了深入的探讨和研究。
以大庆常压渣油为原料,首先在不同温度、剂油比、和停留时间等条件下对丙烯收率和产物分布进行了对比和优化;接着,又对第一段提升管反应的液体产物对多产丙烯的贡献进行了研究,以确立多产丙烯的最优方案;最后,在前期实验的基础上,又对碳四烃类和汽油回炼和不同的组合进料方式上进行了一系列的实验和生产模拟。
实验结果表明,在ZSM-5含量较高的LCC-200分子筛催化剂的催化作用下,采用组合进料方式要比单独以常压渣油为原料产出丙烯的收率要高,可达25%左右,同时也能兼顾汽油和柴油的收率和品质,而操作条件却比催化热裂解工艺缓和许多,与常规催化裂化相差不大。
可见,两段提升管催化裂化多产丙烯(TMP)工艺的优势很明显,其工业前景也很值得期待。
关键词:催化裂化,双提升管,多产丙烯催化裂化多产丙烯的研究ABSTRACTOne of the propylene organic chemical production process of raw materials, mainly for the production of polypropylene. Polypropylene because of its density, tensile strength, corrosion resistance, and other characteristics of strength, rigidity and transparency than polyethylene and wide range of uses is the lightest of GE Plastics, another polypropylene can be used as a synthetic resin further made of plastic, another use of it as one of the six synthetic fibers, polypropylene fiber. With the economic and technological development, the growing demand of polypropylene, which greatly promoted the market demand for propylene. Conventional steam cracker propylene production technology can not meet the needs of the market, combined with our current FCC production characteristics, appropriate adjustments to production programs and operating conditions, does not affect oil production, but also improve the yield of propylene, to reach both create economic benefits could significantly improve the purpose of the current market shortage of the status quo.This paper is from this practical comparison of the characteristics of a variety of FCC propylene technology, with the refinery's reality, with two to enhance the fluid catalytic cracking propylene (TMP) technology, this processoperating conditions, the choice of feeding method and catalyst in-depth discussion and research.Daqing atmospheric residue as raw material, first of all at different temperatures, catalyst to oil ratio, and residence time conditions on propylene yield and product distribution were compared and optimization; Then, the first paragraph to enhance the tube reaction liquid productthe contribution of propylene, in order to establish the optimal solution of propylene; Finally, on the basis of preliminary experiments, carbon hydrocarbons and gasoline back to the refining and different combinations of feeding method on a series ofexperimental and production simulation.The experimental results show that the LCC-200 zeolite catalyst ZSM-5 with higher levels of catalyst, the use of a combination feed than separate atmospheric residue as raw material output propylene yield is higher, up to 25%both yield and quality of petrol and diesel about the operating conditions than the catalytic pyrolysis process to ease many less with the conventional catalytic cracking. Visible, the two riser catalytic cracking propylene (TMP) process is very obvious advantages of its industrial prospects are worth the wait.Key words:Catalytic cracking,TSRFCC-Maximizing Propylene,Propylene东北石油大学工程硕士专业学位论文创新点摘要本实验目的在兼顾汽油和柴油的生产同时采用两段提升管催化裂解工艺提高丙烯与新鲜原料组合进料,和乙烯收率。
C4烯烃催化裂解制丙烯的研究进展

r~C4烯姪催化裂解制丙烯的研究进展'竜存35曲护刘琰,齐静,雍晓静(国家能源集团宁夏煤业公司煤炭化学工业技术研究院,宁夏银川750002)摘要:随着乙烯产量的逐年增加,副产的Q以及C”烯桂也在不断增加,如何利用这部分烯桂,提高其附加值成为一项至关重要的任务。
另一方面,丙烯是石油化工行业重要的基础原料。
近年来,受聚丙烯、丙烯睛以及环氧丙烷等衍生物的需求量大幅增长的影响,使得丙烯的需求量剧增。
因此,釆用催化裂解技术将G以及C”烯坯转化为丙烯的研究,受到了学术界的广泛关注。
该文主要从催化作用机理、反应热力学动力学因素、催化裂解技术工艺、催化剂等方面来进行阐述,并对其未来的发展方向进行了展望。
关键词:Q烯绘,催化裂解,丙烯,ZSM-5分子筛中图分类号:TQ221.2;TQ426Research Advances in Catalytic Cracking of C4Olefins to PropyleneLIUYan,QI Jing,YONG Xiao-jing(National Energy Group Ningxia Coal,Industry Co.,LTD.Coal Chemical IndustrialTechnology Research Institute,Yinchuan750002,Ningxia,China)Abstract:As ethylene production increases year by year,byproduct C4and C4+olefins have increased.How to use this part of resources to increase its added value becomes a crucial task.At the same time,propylene is an important basic raw material in the petrochemical industry.In recent years,the demand for propylene has increased sharply due to the demand for its derivatives,such as polypropylene,acrylonitrile and propylene oxide.Therefbre,the research of C4and C4+olefins catalytic cracking to propylene has received extensive attention in the academia.This paper mainly elaborates on the mechanism of reaction,reaction thermodynamics and kinetics,catalytic cracking technology and catalysts,and its future development direction.Key words:C4olefine,catalytic cracking,propylene,ZSM-5zeolite丙烯是一种石化领域中非常重要的基础原料,可用来生产丙烯酸、丙烯睛、聚丙烯和环氧丙烷等由于石油化工行业的不断进步,使丙烯的需求量日益增长。
流化催化裂化生产丙烯技术分析

降 , 而影 响 装 置 运 行 的 经 济 性 , 此 , 汽 裂 解 进 因 蒸
装 置 增产 丙 烯 的潜 力 相 当 有 限 , 以从 根 本 上 满 难
足 不 断增 长 的 丙 烯 需 求 6。相 比较 而 言 , 流化 _ l 在
催 化裂化 ( C ) F C 条件下 , 由于使 用 酸性催 化 剂 , 烃类 的裂 化反应遵 循正碳 离子机 理 , 辅 以 Z M- 再 S 5择形
F C 工 艺 有 显 著 的 差 别 。D C催 化 剂 设 计 具 有 以 C C
开始 未 来 5年 内全 球 丙烯 年 均 需 求 还 将 以 5 0 . 左右 的速 率快 速增 长l 。 目前 全 球 约 6 的丙 烯 3 ] O/ 9 6
来 自蒸汽 裂 解 装 置 , 型 的蒸 汽 裂 解 产 物 中丙 烯 典 与 乙烯 质 量 比大 约 为 0 5 而北 美 、 太 和西 欧 地 ., 亚
( .陕 西 延 长 石 油 集 团 炼 化 公 司 ,延 安 7 7 0 ;2 1 2 4 6 .中 国石 化 催 化 剂 长 岭 分 公 司 ;3 .中 国石 化 石 油 化 工 科 学 研 究 院 )
摘
要 : 国 内外 以 重 油 为 原 料 、 用 流 化 催 化 裂 化 方 法 生 产 丙 烯 的 技 术 现 状 进 行 概 述 , 析 现 有 重 油 催 化 对 采 分
术 生产 丙烯 具有 丙烯 与 乙烯质 量 比高 、 产成 本低 生
和原 料来源 范围广等优点 , 因而采 用 F C方法 生产 C 丙烯 的技术路线 备受各大石 油公司 和研 究机构 的青 睐_ 。本文 对 以重 油为原料 、 7 ] 采用 F C方 法生 产丙 C
求开 始 回升l 。美 国 Ne a t 司预 计 自 2 1 2 ] xn 公 0 0年
烯烃催化裂解增产丙烯技术进展

+ 6
典型原料 燃料气 7. 2 12. 0 13. 6 11. 6 乙烯 22. 5 22. 1 20 . 0 19. 8 丙烯 48. 2 43. 8 40 . 1 38. 7
M
� � 注 C 为 C 6 以上的烃组分
公司的 M O I 工
王红秋等 . 烯烃催化裂解增产丙烯技术进展 � � 57
图1
工艺流程示意
产品需求 量小的地 区 可 提高丙烯 和乙烯的产 量 �
同 时在几 乎不损 失辛
2006 年 12 月
技 术公司 的 25 0 产装 置 了 此外 KB 技术许 可 和 剂 在 5 00 6 00 公司的
工艺 � 首次 应用 于南 非 烷 值的前提 下降低汽 油混合物 料中的烯 烃含量
摘
要�
随着石化工业的快速发展 乙烯蒸汽裂解装 置和炼油厂催化裂化装置的 C 4 及 C 4 以上烯烃副产 物大
量增加 采用催化裂解工艺将其转化为丙烯和乙烯 且 丙烯乙烯质量比较高 不仅提高了副产物的附加值 而且 拓展 � � � 了低碳烯烃的原料来源 � 本文综述了烯烃催化裂解技术的特点 研究进展和工业应用情况 关键词 � 烯烃 催化裂解 丙烯 乙烯
表 � 烯烃催化 裂解技术 将较高 相对分 子质量 的富
典型原料的乙烯和丙烯等收率
% 丙烷 5. 3 6. 5 6. 6 7. 0 C+ 6 汽油 16. 8 15. 6 19. 7 22. 9
含烯 烃物料 ( 通常是 C 4 C8) 转化成丙 烯和乙烯 原 � 收率 料 通常 包括 石脑 油 裂解 装置 的 C4/ C5 馏分 和炼 油 厂 的 催化 裂 化 (FCC ) 轻 汽 油 焦 化轻 汽 油 等 前 已经开发的技术 有 美 国 K B R 公司的 S 工艺 法国 A 德国 L 的O 艺 工艺 和美国 U O P 公司 的 O CP 工艺 工 艺 日本 A 公司 美国 E 公 司的 P 目
改性ZSM-5催化裂化增产丙烯

516-549℃
18%
—
25%-30%
538-582℃
18-20%
538-566℃
25%
FCC工艺增产丙烯的催化剂
FCC工艺增产丙烯对催化剂要求: 酸强度较高,酸密度适宜,氢转移活性较低,具有良好的稳定 性,对丙烯的选择性较高。
ZSM-5沸 石分子筛
•应用最广泛 •水热稳定性不好,需改性 •对汽油的择形裂化弱于ZSM-5 •模板剂成本高
烯烃歧化工艺
催化裂化增产丙烯的技术
公司
工艺名称 催化剂
Mobil公司
Maxofin
ABB Lummus
SCC
RIPP
DCC CPR-1 催化剂
UOP公司
PetroFCC 专门催化剂 和ZSM-5分 子筛助剂
Maxofin-3助 高含量 ZSM-5分子 催化剂和 ZSM-5分子筛 筛助剂
反应温度
丙烯产率
丙烯市场需求
丙烯是仅次于乙烯的重要石油化工基本原料,主要用来生 产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙苯和丙烯酸等化工产品。
全球丙烯供需现状(Mt)
年份 生产能力 产量 需求量
1996 47.81
2000 60.40
2003
2005
2008 83.70
2000-2005年 均增长率/%
2005-2010年 均增长率/%
磷改性原理
O
Al
OH Si
Al
O OH P O OH OH
+
HO
P
OH
+
H 2O
Si
磷酸盐水解生成磷酸分子并与ZSM-5分子筛的一个B酸中心发生化 学反应,生成两个酸性较弱的磷羟基,增加沸石上酸中心数目。 磷与沸石骨架羟基发生作用,稳定了相邻的铝氧键,抑制了分子筛 在高温水热条件下的脱铝过程,提高了分子筛的水热稳定性。
催化裂化生产丙烯工艺技术的新进展

绿色生产与环境保护的考量
01
02
03
04
低碳排放
研发低碳排放的催化裂化技术 ,降低COx、SOx等温室气体
和有害气体的排放。
能耗降低
优化反应过程和能量回收利用 ,降低装置能耗,实现绿色节
能生产。
资源循环利用
开展催化剂再生和废弃物资源 化利用研究,减少固体废弃物
排放。
环境友好型催化剂
开发无毒、低污染的环境友好 型催化剂,降低对环境的负面
随着环保要求的提高和新能源的兴起,丙烯在生物降解塑料、燃料添加剂等方面的 应用也日益广泛。
02 催化裂化技术概述
催化裂化技术的原理
催化裂化是一种将重质烃类在催 化剂的作用下进行裂解,转化为 轻质烃类和烯烃的化学反应过程。
催化剂的存在可以降低裂化反应 的活化能,提高反应速率和选择
性。
裂化反应主要分为热裂化和催化 裂化两种类型,其中催化裂化具
04
提高丙烯收率的方法与技术的应用已取得一定成果,并在工业试验中 得到验证,为催化裂化生产丙烯的进一步发展提供了有力支持。
04 工业应用与实例分析
国内外工业应用的现状与趋势
国内现状
随着丙烯需求的不断增长,国内 催化裂化生产丙烯工艺技术得到 了广泛应用,技术水平不断提高 ,装置规模逐渐扩大。
国外趋势
研发更高效、选择性更 高的催化剂,提高丙烯 产率,降低副产物生成。
进一步探索适宜的反应 温度、压力和原料配比, 提高反应效率和稳定性。
开发新型的流化床和固 定床反应器,提高传热 和传质效率,降低能耗。
集成化与智能化
实现催化裂化装置的集 成化、智能化控制,提 高生产过程的自动化水
平。
提高丙烯产量的研究重点与难点
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催化裂化增产丙烯的技术进展丙烯是重要的有机化工原料,随着聚丙烯等衍生物需求的迅速增长,对丙烯的需求也逐年俱增。
世界丙烯的需求己从20年前的1520万吨增加到2000年5120万吨,年均增长率达6.3%。
2001年丙烯需求量达到5020万吨。
据预测,至2005年,丙烯需求的年增长率为5.6%,高于乙烯需求的年增长率3.7%。
预计丙烯的需求量到2010年将达到8600万吨。
丙烯主要衍生物的年均增长率依次是:聚丙烯6.3%,丙烯酸6%,丙烯腈4%,环氧丙烷4%,异丙苯/苯酚3.8%。
在丙烯衍生物中,聚丙烯占丙烯的消费量最大,为57%,其他依次是:丙烯腈11%,羰基合成醇8%,环氧丙烷7%,异丙苯6%,丙烯酸5%,异丙醇3%,其他3%。
在丙烯及其衍生物需求增长的同时,生产丙烯技术也向多样化方向发展。
目前,世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品,32%来自炼油厂催化裂化(FCC)生产汽、柴油的副产品,少量(约2%)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。
按今后5年内丙烯需求增长率5.6%测算,现有炼油厂必须增产410万吨/年丙烯才能满足石化工业对丙烯的需求,这主要将来自催化裂化装置。
石化工业对炼油厂催化裂化(FCC)增产丙烯的需求,使石化与炼油实施了更紧密的结合。
典型的FCC装置每生产1吨车用汽油约副产0.03~0.06吨丙烯。
近年,FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术,主要有:中国石化石油化工研究院(RIPP)的DCC工艺,凯洛格-布朗路特(KBR)公司的Maxofin工艺、Superflex工艺,UOP 公司的PetroFCC工艺,罗姆斯公司的SCC工艺。
图1示出蒸汽裂解、常规FCC与DCC、Maxofin、Superflex等工艺生产丙烯的产率比较。
1. 中国石化石油化工科研院(RIPP)的DCC工艺该深度催化装化(DCC)工艺又称催化裂解工艺,它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。
DCC装置在538~582℃、10%~30%蒸汽条件下操作,而FCC装置在493~549℃、1%~3%蒸汽条件下操作。
DCC操作采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烃石脑油。
DCC工艺可按两种模式操作:最大量生产丙烯的DCC-Ⅰ型或最大量生产异构烯烃的DCC-Ⅱ型。
Ⅰ型采用CRP-1催化剂,Ⅱ型采用CS-1和CZ-1催化剂(提高异丁烯和异戊烯选择性)。
DCC-Ⅰ型和DCC-Ⅱ型典型的丙烯产率分别为20.5%和14.3%,而FCC为6.8%。
表1为DCC工艺与FCC工艺的典型产品产率比较。
表2列出采用中国原油VGO为原料,两种工艺的产品产率。
目前,已有5套DCC装置在我国和泰国投产,另有几套在设计中。
泰国石化公司75万吨/年DCC-Ⅰ型装置以深度加氢处理的阿拉伯(轻)原油VGO为原料,操作温度559℃,丙烯产率17.4%以上,汽油产率31.9%,年产丙烯12万吨。
2. UOP公司PetroFCC设计该工艺设计可从各种原料如瓦斯油和减压渣油,增产轻质烯烃,尤其是丙烯。
采用PetroFCC工艺的丙烯产率可达20%~25%,乙烯达6%~9%,C4产率达15%~20%。
FCC 提高轻质烯烃产率历来通过提高反应温度和催化剂循环量来实施,而PetroFCC工艺通过补加特定的择形添加剂如ZSM-5使一些汽油裂解为丙烯和丁烯。
UOP设计了双反应器构型,采用二个反应器和一个共用的再生器。
主裂解原料在高温、高剂/油比下操作,最大量地生产轻质烯烃,低压反应区用以提高烯烃度。
主裂化催化剂在高转化率和限制氢转移工况下操作,同时将高浓度择形催化剂添加剂掺加到循环催化剂中有助于将部分汽油转化成轻质烯烃。
3. 罗姆斯公司SCC工艺该选择性组分裂化(SCC)工艺可使丙烯收率达到16%~17%,再采用石脑油选择性循环裂化技术还可增产丙烯2%~3%。
SCC工艺反应系统采用Micro-Jet进料喷嘴、短接触时间提升管和直连式旋分器。
催化剂含有高含量ZSM-5。
4. 美孚公司Maxofin工艺1998年,KBR公司和美孚(现埃克森美孚)公司推出Maxofin FCC工艺,它将高ZSM-5含量的添加剂与改进的FCC技术相结合,可使以米纳斯VGO为原料的丙烯产率达到18%。
使用Reusy催化剂加ZSM-5助剂,双提升管反应器,提升管温度538~593℃,剂/油比8.9~25,丙烯产率18.37%,汽油产率18.81%,丁烯产率12.92%。
5. KBR公司Superflex工艺反应部分基于KBR公司FCC技术,可将轻质烃类(通常为C4~C8)转化成富丙烯物流。
它从石脑油和C4原料可生产高达40%以上的丙烯。
采用抽余C4(抽提丁二烯)进料,丙烯和乙烯产率分别为48.2%和22.5%。
采用FCC轻石脑油进料,丙烯和乙烯产率分别为40.1%和20.0%。
1,增产烯烃技术作为石化基础原料乙烯和丙烯的需求将继续增长,预计乙烯需求量将从2001年9000万吨增长到2010年1.2亿吨,丙烯需求的增速还高于乙烯,丙烯需求量将从2001年5200万吨增长到2010年8200万吨。
增产乙烯和丙烯的技术将成为未来石化工业一大热点。
增产乙烯技术现正在开发多种增产乙烯技术。
LG石化公司开发的石脑油催化裂解新工艺,与传统的蒸汽裂解工艺相比,可大大提高烯烃产率,采用该技术可提高乙烯产率20%、丙烯产率10%。
现有裂解装置稍加改进就可使用这一工艺。
该工艺使用含特定金属氧化物的专用催化剂,工艺过程在比标准的反应温度低50~100℃下操作,因此与常规蒸汽裂解相比,耗能大大减少,裂解炉管内结焦速率也降低,可延长连续运行时间和炉管寿命,同时,CO2排放也较少。
中试验证己完成,计划2003年建设75万吨/年单系列裂解装置。
如果投用成功,该技术将是烯烃生产的重要进步。
我国洛阳石化工程公司开发了重油直接裂解制乙烯(HCC)专利技术,现已在黑龙江齐齐哈尔化工公司进行工业试验取得成功,达到世界同类技术的领先水平。
这套由催化裂化装置改造的HCC装置属世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工业化装置,处理能力为6万吨/年,原料为100%大庆常压渣油。
采用活性、选择性、稳定性均良好的LCM-5专用催化剂。
乙烯和丙烯的单程裂解质量产率分别达到22%和15.5%左右。
混合丁烯质量产率为8%,乙烯产率为6%-7%。
乙烷回炼后,乙烯产率可提高到26%-27%,丙烯产率提高对16%左右。
"十一五"期间我国还将兴建宁波、汕头等乙烯项目,汕头乙烯项目将建设乙烯、丙烯、丁二烯等16种产品生产装置,该项目将规划采用重油接触裂解(HCC)工艺新技术。
增产丙烯技术据预测,至2005年,丙烯需求的年增长率为5.6%,高于乙烯需求的年增长率3.7%。
预计丙烯的需求量到2010年将达到8200万吨。
按此速度增长,到2004年,需增加生产能力1550万吨。
世界丙烯生产能力将从2000年5930万吨、2001年6200万吨增加到2002年6800万吨、2004年7400万吨、2008年8200万吨。
目前,世界上66%的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品,32%来自炼油厂催化裂化(FCC)生产汽、柴油的副产品,少量(约2%)由丙烷脱氢和乙烯-丁烯易位反应得到。
增产丙烯的多种技术正在开发和应用之中。
(1).蒸汽裂解增产丙烯技术为适应石脑油裂解生产较多丙烯的需求,日本国家材料和化学研究院与四家石化公司联合开发了一种增产丙烯、节减能耗的石脑油裂解工艺,可使丙烯:乙烯比由传统的0.6:1提高到0.7:1。
与常规的热裂解相比,该工艺在固定床中采用分子筛为载体的镧催化剂。
实验室验证试验表明,该工艺可使乙烯加丙烯产率达到61%,而常现的蒸汽裂解为50%。
3000吨/天装置的可行性研究指出,操作可在约650℃和0.1~0.2MPa压力下进行,而传统的装置需在约820℃和0.1~0.2MPa下进行。
装置费用与常规裂解相似,但因在较低温度下操作,能耗减少约20%。
该工艺还可望用于改造现有的石脑油裂解装置。
(2)增产丙烯的催化裂化改进技术按今后几年内丙烯需求增长率5.6% 测算,现有炼油厂必须增产410万吨/年丙烯才能满足石化工业对丙烯的需求,这主要将来自催化裂化装置。
石化工业对炼油厂催化裂化(FCC)增产丙烯的需求,使石化与炼油实施了更紧密的结合。
典型的FCC装置每生产1吨车用汽油约副产0.03~0.06吨丙烯。
近年,FCC装置发展了多种增产丙烯的工艺技术,主要有:中国石化石油化工研究院(RIPP)的DCC工艺,凯洛格-布朗路特(KBR)公司的Maxofin工艺、Superflex工艺,UOP公司的PetroFCC工艺,罗姆斯公司的SCC工艺。
中国石化石科院深度催化裂化工艺:深度催化装化(DCC)工艺又称催化裂解工艺,它可看作是常规FCC操作与蒸汽裂解的组合。
DCC装置在538~582℃、10%~30%蒸汽条件下操作,而FCC装置在493~549℃、1%~3%蒸汽条件下操作。
DCC操作采用分子筛催化剂选择性地生产丙烯、乙烯和富芳烃石脑油。
DCC工艺可按两种模式操作:最大量生产丙烯的DCC-Ⅰ型或最大量生产异构烯烃的DCC-Ⅱ型。
Ⅰ型采用CRP-1催化剂,Ⅱ型采用CS-1和CZ-1催化剂(提高异丁烯和异戍烯选择性)。
DCC-Ⅰ型和DCC-Ⅱ型典型的丙烯产率分别为20.5%和14.3%,而FCC为6.8%。
目前,已有5套DCC装置在我国和泰国投产,另有几套在设计中。
泰国石化公司75万吨/年DCC-Ⅰ型装置以深度加氢处理的阿拉伯(轻)原油VGO为原料,操作温度559℃,丙烯产率17.4%以上,汽油产率31.9%,年产丙烯12万吨。
UOP公司PetroFCC设计:该工艺设计可从各种原料如瓦斯油和减压渣油,增产轻质烯烃,尤其是丙烯。
采用PetroFCC工艺的丙烯产率可达20%~25%,乙烯达6%~9%,C4产率达15%~20%。
FCC提高轻质烯烃产率历来通过提高反应温度和催化剂循环量来实施,而PetroFCC 工艺通过补加特定的择形添加剂如ZSM-5使一些汽油裂解为丙烯和丁烯。
UOP设计了双反应器构型,采用二个反应器和一个共用的再生器。
主裂解原料在高温、高剂/油比下操作,最大量地生产轻质烯烃,低压反应区用以提高烯烃度。
主裂化催化剂在高转化率和限制氢转移工况下操作,同时将高浓度择形催化剂添加剂掺加到循环催化剂中有助于将部分汽油转化成轻质烯烃。
罗姆斯SCC工艺:2,炼油化工一体化技术炼油厂与石化厂的联合己经显示其内在的优点,炼油厂低辛烷值组分可送往乙烯厂裂解,乙烯厂的裂解汽油等高辛烷值组分又可返回给炼油厂。
炼油厂的加氢裂化尾油也是乙烯装置极好的原料。
炼厂催化裂化干气中的稀乙烯可与苯烃化反应生产乙苯,然后再脱氢反应生成苯乙烯,国内外己均有实际应用,我国大连石化公司和燕山石化公司均已建成10万吨/年乙苯-苯乙烯装置。