降低催化汽油烯烃的措施实用版
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降低催化汽油烯烃的措施
实用版
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(示范文稿)
二零XX年XX月XX日
降低催化汽油烯烃的措施实用版
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摘要:催化裂化装置汽油烯烃含量与原料油性质、催化剂性质、反应温度、剂油比、反应时间等因素有关,通过采用新工艺,使用降烯烃催化剂,优化原料油性质等措施,可有效降低催化汽油烯烃含量。
主题词:降低催化汽油烯烃措施
烯烃主要来自催化裂化汽油,是不饱和烃类化合物,具有比较好的抗爆性。但烯烃的稳定性较差,容易堵塞发动机喷嘴,在发动机进气阀及燃烧室中生成沉积物,一方面影响汽油的充分燃烧,加剧汽车尾气的排放污染,另一
方面,挥发性较强的烯烃,容易蒸发排放入大气,加速对流层臭氧的生成,形成光化学烟雾。由于我国车用汽油以催化裂化汽油为主,其中烯烃含量较高,达40%~50%,加工石蜡基原料的装置,烯烃含量更高,达60%以上,因此降低催化裂化汽油烯烃含量是解决车用汽油烯烃含量高的关键。
由于催化裂化装置汽油烯烃含量与原料油性质、催化剂性质、反应温度、剂油比、反应时间等因素有关,因此,解决汽油烯烃含量高的问题也应当从这些角度出发。本文将对汽油烯烃含量高的原因进行分析,并提出解决措施。
1.原因分析
1.1 原料油性质
一般认为,催化裂化主要是正碳离子反应,汽油中烯烃主要来自于原料油中烷烃的裂化。直链烷烃裂化一次生成一个烯烃和一个正碳离子,正碳离子二次裂化又生成一个烯烃和一个正碳离子。烷烃分子越大,裂化次数越多,汽油中烯烃含量越高;环烷烃开环裂化生成两个小分子烯烃,但环烷烃也能够氢转移缩合芳构化。因此,原料中链烷烃含量高,链烷烃分子大时,汽油中烯烃含量较高。实验数据表明:氢含量高、K值大的原料油,裂化转化率高,汽油产率高,汽油中烯烃含量也较高。
1.2 催化剂活性
一般来说,随着分子筛含量增高,氢转移活性也相应增加,因此,产品中的烯烃含量相对减少。实验数据表明:在相同的反应条件下
随着催化剂平衡活性的提高,汽油中烯烃含量逐渐下降,当平衡剂的微反活性从50提高到60.8时,汽油烯烃由67.46%下降至55.33%。
1.3 反应温度
催化裂化过程中主要发生热裂化和催化裂化反应,催化反应主要有裂化、氢转移、异构化、芳构化等,裂化和芳构化反应是吸热反应,裂化反应生成烯烃,芳构化反应消耗烯烃;氢转移和异构化反应是放热反应,消耗烯烃。提高反应温度,有利于裂化反应和芳构化反应,不利于氢转移反应和异构化反应。此外,随反应温度的提高,热烈化反应速度提高的幅度大于催化裂化反应速度提高的幅度,不利于汽油烯烃含量的降低。实验数据表明:随反应温度的提高,汽油烯烃含量增加。
1.4 剂油比
增大剂油比对催化裂化反应主要有三个好处:(1)使原料油和催化剂接触更充分,有利于原料中胶质团的裂化。(2)减少待生与再生剂的炭差,提高催化剂的有效活性中心。(3)增加单位原料油接触的催化剂活性中心数,相应提高反应速度,有利于裂化、异构化和氢转移等反应。实验数据表明:随剂油比的提高,转化率提高,液化气产率提高,汽油收率先增加后略有下降,焦炭产率增加,氢转移反应指数提高,汽油烯烃含量下降,剂油比平均每提高1个单位,FIA法烯烃含量下降2.9%~
3.4%(以剂油比
4.8为基准)。
1.5 反应时间
催化裂化生成的汽油烯烃进行二次反应需
要一定时间,延长反应时间是汽油烯烃组分氢转移反应的必要条件。氢转移反应的速度一般较快,因此适当延长反应时间即可满足要求。实验数据表明:增加提升管反应时间,液化气、汽油产率提高,干气和焦炭产率提高。汽油辛烷值变化不大,汽油烯烃含量下降,芳烃含量提高,链烷烃和环烷烃含量几乎不变。
2.降低汽油烯烃的措施
2.1 采用新工艺
2.1.1 MIP工艺
此工艺采用新型串联提升管反应器,将反应器分成两个反应区,优化催化裂化的一次反应和二次反应,第一反应区以一次裂化反应为主采用较高的反应温度、较大的剂油比和较短的停留时间,裂解较重的原料油并生成较多的
烯烃,第二反应区通过扩径和注入冷却介质等措施,降低油气和催化剂的流速及该区的反应温度,达到抑制二次裂化反应,增加氢转移和异构化反应,提高催化汽油中的异构烃和芳烃,降低烯烃含量。20xx年,安庆分公司120×104t/a催化裂化装置MIP改造,投用后,汽油烯烃含量由45(V)%左右降至35(V)%左右,有效解决了催化汽油烯烃含量高的问题。
2.1.2 MGD工艺
此工艺是结合重油催化裂化的反应特点,将催化裂化平行顺序反应和组分选择性裂化的机理,汽油裂化的反应规律以及反应深度控制原理有机结合在一起,对催化裂化反应进行精细控制,它将提升管反应器由下而上设为4个反应区:汽油反应区、重油反应区、轻质原料
反应区和总反应深度控制区。粗汽油(或稳定汽油)从MGD喷嘴进入提升管反应器,通过调节新鲜进料的反应环境和苛刻度,使回炼汽油中低碳烯烃裂化和部分烯烃异构化,可在降低汽油烯烃含量的同时增产柴油和液态烃,提高汽油的辛烷值。2.1.3 FDFCC工艺此工艺采用双提升管反应器,实现工艺操作的可选择性,为汽油理想二次反应提供独立的改质空间和充分的反应时间,从而实现降低催化裂化汽油的烯烃和硫含量,改善柴汽比,提高催化汽油的辛烷值,同时增产液化气和丙烯的目的。工业实验数据表明,采用该项工艺技术与常规催化裂化工艺相比,催化汽油烯烃含量降低了20~30个体积百分点。如长岭分公司1套120×104t/a同轴式常规重油催化裂化