大庆蜡油催化裂化过程中的质子化裂化反应

在小型固定流化床装置上采用酸性催化剂进行了多系列不同反应深度的催化裂化实验,对大庆VGO催化裂化过程中发生的质子化裂化反应进行了初步的研究。在重质油的催化裂化过程中会出现二次质子化裂化反应。二次质子化裂化反应主要是由于汽油中烷烃重新在酸性催化剂上形成五配位正碳离子随后分解所造成,其产生的原因主要是由于反应后期催化剂对反应中间产物的选择性吸附改变所致。二次质子化裂化反应对温度不敏感。大庆VGO在500℃下反应时二次质子化裂化反应约占整个质子化裂化反应的60%。     

催化裂化过程中负氢离子转移反应和氢转移反应的不同特征

 基于重质油在酸性Y分子筛催化剂上的反应,区分了负氢离子转移反应和氢转移反应,认为负氢离子转移和氢转移是重质油催化反应过程中的两个不同过程. 确定了大庆减压蜡油在酸性Y分子筛催化剂上反应时,负氢离子转移反应主要发生在反应前期(转化率为5%～10%)至反应中后期(转化率为60%～70%)的转化深度区间,而氢转移反应主要发生在反应后期(转化率＞60%～70%). 负氢离子转移反应基本不产生焦炭,焦炭主要通过氢转移反应产生. Y分子筛上发生的主要是汽油烯烃和环烷烃之间的氢转移反应.     

我国催化裂化工艺技术进展

自我国第一套流化催化裂化装置于1965年实现工业化以来,先后开发出沸石催化剂-提升管催化裂化、渣油催化裂化、催化裂解、变径串联提升管催化裂化和正在开发的高选择性催化裂化;经历了催化裂化装置从无到有,技术水平由低到高,装置规模和加工能力从小到大,研究思路从跟踪模仿到自主创新,取得了巨大的成就,已跻身国际先进水平.到目前为止,全国催化裂化装置总加工能力已达到近150 Mt/a,其中渣油占催化裂化总进料约40%,所生产的汽油和柴油组分分别占全国汽油和柴油成品总量的70%和30%左右,所生产的丙烯量约占全国丙烯总产量的40%.同时,此催化裂化装置还可为烷基化装置和醚化装置提供原料.这些成果对我国炼油行业加工重质原料、提高轻质油收率和改善产品质量,进而提高经济效益起着举足轻重的作用.     

全氢菲在分子筛催化剂上环烷环开环反应的研究

在小型固定流化床(FFB)装置上考察了Y与ZSM-5分子筛催化剂以及Y分子筛催化剂上温度、剂油比对全氢菲裂化环烷环开环反应的影响。结果表明,全氢菲在分子筛催化剂上通过环烷环开环反应生成环己烷、十氢萘等单环或双环环烷烃;单环或双环环烷烃进一步侧链断裂生成2-甲基戊烷、甲基己烷等异构烷烃等,异构化生成二甲基环戊烷、甲乙基环戊烷等烷基环戊烷,氢转移生成苯、甲苯、二甲苯等烷基苯,进行深度氢转移反应生成萘、烷基萘等双环芳烃;另外,全氢菲也会通过脱氢缩合生成菲、芘等三环以上芳烃甚至焦炭等。由于扩散和吸附性能的影响,其裂化开环反应的选择性在Y分子筛催化剂上比在ZSM-5分子筛催化剂上高。因此,全氢菲环烷环开环与脱氢缩合反应的相对比例(s(NRO)/s(DHC))在Y分子筛催化剂上较高;在Y分子筛催化剂上,温度为475~550 ℃、剂油比为3.0~9.0,反应温度升高或者剂油比增加,双分子氢转移以及脱氢缩合反应增强,导致环烷环开环反应产物选择性降低。