与传统的蒸汽裂解技术相比,催化裂解的原料更加宽泛,而且反应温度低,能耗和生产成本下降。催化裂化汽油是我国商品汽油的主要调和组分,但是由于烯烃含量远超过国家商品汽油标准,需要对其进行降烯烃处理。本文以催化裂化汽油为裂解原料,在降低汽油中烯烃含量的同时,生产一部分市场急需的低碳烯烃。本文利用小型固定流化床实验装置,研究了催化裂化汽油在催化裂化平衡剂和石英砂上的裂解反应规律,发现反应温度、剂油比、水油比和重时空速均对裂解产物的产率和分布具有不同程度的影响。对于催化裂解,丙烯、丁烯以及总低碳烯烃产率在反应温度增加的过程中出现最大值。对于热裂解,乙烯、丙烯、丁烯以及总低碳烯烃产率随着反应温度的升高而增大。研究确定了催化汽油催化裂解的优化操作条件:反应温度600℃,剂油比为10,重时空速为12 h-1左右,水油比为0.4。在优化的操作条件下,催化汽油的转化率为36.9 wt%,乙烯、丙烯和总低碳烯烃的产率分别为5.6 wt%、14.6 wt%和27.3 wt%,总低碳烯烃选择性为68.4%。通过实验研究确定了催化汽油热裂解的优化操作条件:反应温度700℃,重时空速为5.7 h-1左右,水油比0.5。在优化的操作条件下,催化汽油的转化率为45.1 wt%,乙烯、丙烯和总低碳烯烃的产率分别为9.2 wt%、11.6 wt%和28.9 wt%,总低碳烯烃选择性为64.0%。考察了催化汽油窄馏分的催化裂解性能,发现馏程温度越低的馏分裂化深度越深,低碳烯烃产率越高,汽油原料主要发生了烯烃裂化、芳构化等反应。催化裂解与热裂解反应相比,催化汽油裂解程度深,低碳烯烃产率高,产物分布较好。在600℃以上,热裂解对催化汽油裂解生成低碳烯烃的贡献不可忽略。
第一章 文献综述 10-25
    1.1 前言 10
    1.2 生产低碳烯烃的主要工艺 10-18
        1.2.1 石脑油蒸汽裂解生产低碳烯烃的主要工艺 10-15
        1.2.2 重油催化裂解生产乙丙烯 15-16
        1.2.3 重油催化裂化生产丙烯 16-18
        1.2.4 几种工艺的简单比较 18
    1.3 催化裂解催化剂 18-19
        1.3.1 负载型催化剂 19
        1.3.2 金属氧化物催化剂 19
        1.3.3 沸石催化剂 19
    1.4 烃类催化裂解反应机理 19-20
        1.4.1 自由基机理 19-20
        1.4.2 正碳离子机理 20
        1.4.3 自由基与正碳离子共同作用机理 20
    1.5 影响裂解反应的主要因素 20-23
        1.5.1 反应装置的影响 20-21
        1.5.2 原料性质的影响 21
        1.5.3 催化剂的影响 21-22
        1.5.4 操作条件的影响 22-23
    1.6 本论文的研究内容 23-25
第二章 实验部分 25-30
    2.1 实验原料和热载体 25-26
    2.2 实验装置和操作方法 26-27
        2.2.1 实验装置流程 26
        2.2.2 操作步骤 26-27
    2.3 产物分析方法 27
        2.3.1 气体产物分析 27
        2.3.2 液体产物分析 27
        2.3.3 积炭分析 27
    2.4 实验方案 27-28
    2.5 装置可靠性考察 28
        2.5.1 装置重复性考察 28
        2.5.2 物料平衡考察 28
    2.6 小结 28-30
第三章 汽油催化裂解反应规律 30-46
    3.1 反应温度的影响 30-33
        3.1.1 反应温度对催化裂解产物分布的影响 30-31
        3.1.2 反应温度对低碳烃产率的影响 31-32
        3.1.3 反应温度对液体产物组成的影响 32-33
    3.2 剂油比的影响 33-36
        3.2.1 剂油比对催化裂解产物分布的影响 33-34
        3.2.2 剂油比对低碳烃产率的影响 34-35
        3.2.3 剂油比对液体产物组成的影响 35-36
    3.3 重时空速的影响 36-38
        3.3.1 重时空速对催化裂解产物分布的影响 36-37
        3.3.2 重时空速对低碳烃产率的影响 37-38
        3.3.3 重时空速对液体产物组成的影响 38
    3.4 水油比的影响 38-41
        3.4.1 水油比对催化裂解产物分布的影响 39
        3.4.2 水油比对低碳烃产率的影响 39-40
        3.4.3 水油比对液体产物组成的影响 40-41
    3.5 催化汽油窄馏分的催化裂解反应 41-44
    3.6 小结 44-46
第四章 汽油热裂解反应规律 46-56
    4.1 反应温度的影响 46-49
        4.1.1 反应温度对热裂解产物分布的影响 46-47
        4.1.2 反应温度对低碳烃产率的影响 47-48
        4.1.3 反应温度对液体产物组成的影响 48-49
    4.2 重时空速的影响 49-51
        4.2.1 重时空速对热裂解产物分布的影响 49-50
        4.2.2 重时空速对低碳烃产率的影响 50-51
    4.3 水油比的影响 51-53
        4.3.1 水油比对热裂解产物分布的影响 51-52
        4.3.2 水油比对低碳烃产率的影响 52-53
    4.4 催化汽油的催化裂解和热裂解反应 53-54
    4.5 小结 54-56
第五章 结论 56-57