催化裂化焦化蜡油初探

1 实验
1. 1 仪器与设备
实验在处理量为 1 kgΠh 的小型同轴 FCC 装置上进行 ,该装置主要由提升管反应器 、再生器 、沉降器 、
空气流量计和原料泵等组成. 产品分析采用蒸馏装置和气相色谱仪.
1. 2 原料与催化剂
表 1 大庆焦化蜡油的性质
实验以大庆焦化蜡油 为原料 , 其性质 见 表 1 ; FCC 的 ZCM - 7 平衡催化 剂的性质见表 2. 1. 3 主要操作条件
·44 ·
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Abstracts Journal of Daqing Petroleum Institute Vol . 24 No. 1 Mar. 2000 Key words :pseudo2boehmite ; crystallinity ; propane ; ammoxidation ; catalyst
时 ,柴油的收率反而会下降 ,这是因为碱氮使催化剂的活性和选择性降低以后 ,柴油转化为汽油的量减少
了 ,但随着 w (碱氮) 的继续增加 ,催化剂活性下降幅度大 ,蜡油转化为柴油的量也变小 ,如果工业采用柴油
生产方案 ,则存在一个最佳裂解温度.
3 结论
(1) 以焦化蜡油为催化裂化原料时 ,汽油收率低 ,焦炭产量高 ; (2) 焦化蜡油中碱氮的质量分数相同时 ,提高反应温度可以降低碱氮使催化剂活性中毒的影响 ,从而 改善产品分布 ; (3) 工业生产中掺炼焦化蜡油 ,催化裂化时 ,若采用柴油生产方案 ,则存在一个最佳操作温度.
Preparation of polyacrylamide with an ultra2high molecular weight by homopolymerization cohydrolysis of ac2 rylamideΠ2000 ,24 (1) :37～39 NING Ying2nan1 , J IANG Tao1 , KUANG Dong2ting1 , LIU Guang2shun1 , ZHAO Quan2jiang2 (1. Dept of Petrochemical Engineering , Daqing Petroleum Institute , Anda , Heilongjiang 151400 , China ; 2. Road Asphalt Refinery , Daqing Unite2f riend Petroleum Chemical Industry Group , Daqing 163700 , China ) Abstract : Polyacrylamide with an ultra2high molecular weight suitable for driving crude oil in reservoir is prepared by
关 键 词 :焦化蜡油 ;催化裂化 ;碱氮质量分数 ;反应温度 ;催化剂 中图分类号 :TE624. 4 + 1 文献标识码 :A 文章编号 :1000 - 1891 (2000) 01 - 0043 - 02
0 引言
在石油加工过程中 ,催化裂化 ( FCC) 的原料正向重质化 、多样化发展 ,利用催化裂化装置加工焦化蜡 油成为各国炼厂扩大原料来源和挖潜增效的重要途径[1] . 笔者以焦化蜡油为原料 ,研究其在 ZCM - 7 催化 剂上裂解性能和产率的分布. 从大庆原油直馏蜡油和焦化蜡油的物性数据可以看出 ,焦化蜡油的大部分 指标接近直馏蜡油 ,所不同的是由于焦化蜡油有较高含量的芳烃和氮 ,其可裂化性能大大降低[2] . 石油馏 分中的氮化物主要有两种 ,即碱性氮化物和非碱性氮化物. 碱性氮化物的主要结构单元是吡啶 、喹啉等 , 非碱性氮化物的主要结构单元是吲哚等[3] . FCC 催化剂的活性中心是 Lewis 酸和 Bronsted 酸 ,有机氮化物 容易和这些酸中心相互作用 ,失去催化活性. 造成催化剂严重失活的氮化物都是碱性氮化物 ,当碱性氮化 物的质量百分数大于 0. 09 %时 ,会造成催化剂活性显著下降. 处理这些高氮原料的方法很多 ,如强化原料 的预处理[4] ;采用高活性抗氮催化剂和助剂[5 ,6] ;优化 FCC 的操作条件等等. 本实验旨在用未经处理的焦 化蜡油和一般的催化裂化催化剂 ,探索焦化蜡油做 FCC 原料的可行性 ,重点考察了不同的碱氮质量分数 和反应温度对焦化蜡油催化裂化反应的影响 ,为掺炼焦化蜡油提供重要的基础数据.
加使催化剂的活性和选择性下降. 特别是当 ZL - 5 0. 40
2. 1 9. 4 8. 1 27. 8 37. 2 14. 8 34. 4 0. 6
w (碱氮) 高时 ,焦炭收率也高 ,这是由于碱氮化合物比多环芳烃优先吸附于催化剂上 ,促进了生焦 ,降低了
催化剂的活性 ;反应温度一定时 , w (碱氮) 在一定的范围内增加时 ,柴油的收率增加 ,当 w (碱氮) 继续增加
并减弱了碱氮在催化剂上的吸附 ,催化剂保持了较高的活性和选择性 ;同时 ,高温还会伴有热裂化反应及
环烷烃和芳烃的氢转移反应 ,干气和缩合产物增多. 综上所述 ,提高反应温度可提高催化剂的反应活性 ,
抵消碱性氮化物对催化剂的影响 ,转化率提高 ,产品分布有所改善 ;同时 ,也加速了干气和焦炭的生成.
2. 2 w( 碱氮) 对焦化蜡油 FCC 性能的影响 在反应温度为 500 ℃,不同的碱氮质量
Fe
Ni
Cu
Na
V
0. 69 0. 08 0. 05 0. 23 1. 00
913
371 386 412 457 497 族组成 wΠ% 饱和烃 芳香烃 胶 质
74. 32
13. 20
12. 57
再生温度为 680～700 ℃;剂油物质的量比为 5 ;原料预热温度为 280 ℃.
摘 要 :研究了以焦化蜡油做催化裂化原料在 ZCM - 7 催化剂上反应时的裂化性能和产率分布 ,考察了焦化蜡油中碱氮 的质量分数和反应温度对催化裂化反应的影响. 结果表明 :以焦化蜡油做裂解原料时 ,汽油收率低 ,焦炭产量高 ;提高反应温 度可以降低碱氮使催化剂活性中毒的影响 ,从而改善产品分布 ;工业中若采用柴油生产方案 ,则存在一个最佳操作温度.
收稿日期 :1999 - 09 - 10 ;审稿人 :董 群 作者简介 :王艳花 (1966 - ) ,女 ,硕士 ,讲师 ,从事石油加工方面的研究.
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ρΠ(g·cm - 3) w (残炭) Π% 凝点Π℃
vΠ(mm2·s - 1) 50 ℃ 100 ℃
馏程Π℃ IBP 10 % 30 % 50 % 70 % 90 % FBP
0. 877 7
0. 591
27
6. 30 2. 37 197 348
wΠ10 - 6 w (碱性氮) Π10 - 6
分数下做催化裂化实验 ,结果见表 4. 由表 4
表 4 碱氮的质量分数对产物分布的影响
编号
w (碱氮)Π%
收率 wΠ% 干气 液态烃 汽油 柴油 重油 焦炭
转化率 wΠ%
损失 wΠ%
可以看出 ,在相同温度下 , w (碱氮) 越大 ,干 ZL - 1 0. 09
气 、焦炭 、液态烃 、重油的收率也越大 ,而转化
焦炭 、汽油 、柴油 、液态烃等收率都提高 ,而重油的收率下降. 当温度小于 500 ℃时 ,随着反应温度的升高 ,
转化率及干气 、焦炭 、汽油 、柴油 、液态烃等收率变化幅度较小 ;而当温度大于 500 ℃时 ,随着反应温度的升
高 ,转化率及干气 、焦炭 、汽油 、柴油 、液态烃等收率变化幅度较大. 这说明升温提高了催化剂的反应活性 ,
ZL - 2 ZL - 3
0. 12 0. 21
率和汽油的收率下降 ,这说明 w (碱氮) 的增 ZL - 4 0. 30
1. 8 7. 6 25. 0 21. 8 32. 1 10. 5 44. 9 1. 2 1. 8 7. 7 23. 2 22. 6 32. 5 10. 7 43. 4 1. 5 1. 9 8. 7 17. 8 25. 1 34. 6 11. 1 39. 5 0. 8 1. 9 9. 4 11. 7 28. 1 35. 2 12. 6 35. 7 1. 1
编号
tΠ℃
干气
液态烃
收率 wΠ% 汽油 柴油
重油
焦炭
转化率 wΠ%
损失 wΠ%
ZL - 1 480 1. 1 6. 5 23. 7 15. 9 42. 8 9. 1 40. 3 0. 9
ZL - 2 490 1. 5 7. 5 24. 8 18. 7 36. 7 9. 8 43. 6 1. 0
ZL - 3 500 1. 8 7. 6 25. 0 21. 8 32. 1 10. 5 44. 9 1. 2
参考文献 :
[1 ] 陈文良. 焦化蜡油做催化裂化原料的探讨[J ] . 炼油设计 , 1993 , 23 (2) : 21～25. [ 2 ] Julius S , Dennis P M. Tests show effects of nitrogen compounds on commerical fluid cracking catalysts[J ] . Oil and Gas , 1986 , 84 (43) : 76～82. [3 ] 门存贵 , 林景仁 , 刘鹏翥. U 型 FCC 装置大比例掺炼焦化蜡油运行分析[J ] . 石油炼制 , 1993 , 24 (1) : 910. [4 ] 许明德 , 钟孝湘 , 范中碧 , 等. 催化裂化抗氧剂的探讨[J ] . 石油炼制 , 1993 , 24 (4) : 34～39. [5 ] 张沛生. 重油催化裂化装置的硫氮管理[J ] . 炼油设计 , 1989 , (2) : 7～10. [6 ] 张 涛. 焦化蜡油加工技术的探讨[J ] . 石油炼制与化工 ,1995 , 26 (10) :12～18.
大庆石油学院学报 JOURNAL OF DAQING PETROLEUM INSTITUTE
第 24 卷 第 1 期 2000 年 3 月 Vol. 24 No. 1 Mar. 2000
催化裂化焦化蜡油初探
王艳花1 , 贾明春1 , 吕春胜1 , 高玉青1 , 郭淑芝2
( 大庆石油学院 石油化工系 ,黑龙江 安达 151400 ; 21 大庆石油化工总厂 研究院 ,黑龙江 大庆 163714 )
3 可以看出 ,在 w (碱氮) 一定时 ,反应温度在 ZL - 4 510 2. 0 9. 7 28. 2 25. 5 21. 5 11. 9 51. 8 1. 2
ZL - 5 520 2. 4 13. 4 33. 8 29. 0 7. 4 12. 1 62. 1 1. 9
由 480 ℃升高至 520 ℃,转化率提高 ,干气 、
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大 庆 石 油 学 院 学 报 第 24 卷 2000 年
表 2 ZCM - 7 催化剂的性质
ρΠ(g·cm - 3)
w (炭)Π% 微活性Π%
比表面 (m2·g - 1)
孔容 (mL·g - 1)
筛分组成Π% wΠ10 - 5 < 20μm 20～40μm 40～80μm 80～110μm > 110μm Ni V Fe Na
0. 84
0. 10
53
97
0. 14
0. 29
0. 10
40. 10
57. 40
Βιβλιοθήκη Baidu
0. 11 680 4. 1 59 270
表 3 温度对产品分布的影响
2 结果与讨论
2. 1 反应温度对焦化蜡油产品分布的影响 取 w (碱氮) 为 0. 09 %的焦化蜡油在不 同温度下做催化裂化实验 ,结果见表 3. 从表