專利名稱：一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于渣油催化裂化的測定方法。
近二十年來，摻煉渣油的催化裂化工藝得到廣泛的發(fā)展及應(yīng)用。在我國，多數(shù)催化裂化裝置都不同程度地摻煉渣油，少數(shù)裝置還直接以常壓渣油，甚至減壓渣油作為進料。與減壓瓦斯油相比，減壓渣油分子量大，沸點高，殘?zhí)恐蹈?，重金屬含量高，在反?yīng)過程中，渣油催化裂化與瓦斯油催化裂化有顯著的不同。在渣油催化裂化反應(yīng)的研究中，催化劑的研制及提升管反應(yīng)器技術(shù)的開發(fā)是關(guān)鍵。而關(guān)聯(lián)催化劑研制及提升管開發(fā)就需要有合適的催化劑評價及渣油催化裂化動力學的測定方法。
目前，研究渣油催化裂化反應(yīng)的方法主要有以下幾種1)小型固定流化床催化裂化反應(yīng)裝置；2)小型固定床催化裂化反應(yīng)裝置；3)小型提升管催化裂化反應(yīng)裝置。但上述幾種研究渣油催化裂化反應(yīng)的方法和裝置自身結(jié)構(gòu)的限制存在一些不足主要是(1)計量進料量與實際進料量不符。幾種研究方法均采用油泵或手工進料，渣油粘度大，因此渣油便在油泵及進料管路上產(chǎn)生了一些殘留量，每次殘留量均不相同且難以準確確定殘留量，由此造成幾種研究方法的重復性較差且物料平衡難以準確測定。(2)劑油比與工業(yè)上不符。工業(yè)上的劑油比是指單位時間內(nèi)流過的催化劑重量與同一時間內(nèi)所進入的油量之比值，也就是說每一瞬間的劑油比都是相等的，而研究中，一定量的油是在一段時間內(nèi)逐漸進入反應(yīng)器與催化劑(按工業(yè)劑油比確定的重量)逐漸接觸反應(yīng)的，因此其每一瞬時的劑油比都遠大于工業(yè)上的劑油比。(3)反應(yīng)工況與工業(yè)上存在很大差別。工業(yè)上系用噴咀進料，渣油是在形成了良好的霧化效果狀況下與催化劑瞬間接觸反應(yīng)；而實驗室研究中渣油基本上是以液滴形式逐漸與催化劑接觸反應(yīng)，從而造成液固兩相間的反應(yīng)增多，造成生焦量加大，二次反應(yīng)增多，使反應(yīng)不易控制。此外在工業(yè)上，每一時刻渣油都是與活性很高的新鮮催化劑接觸反應(yīng)。而實驗室研究中，隨著渣油的逐漸進入，反應(yīng)器中的催化劑活性在逐漸降低，即在進料反應(yīng)過程中，渣油是在與活性逐漸降低的催化劑接觸反應(yīng)。由于存在以上不足，目前實驗室對渣油催化裂化反應(yīng)研究所得到的數(shù)據(jù)與工業(yè)上存在很大差異，不能有效地指導渣油催化裂化技術(shù)的開發(fā)及用于指導工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是研制適合渣油特點，采用瞬時進料方式以提高催化劑評價結(jié)果的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下方法實現(xiàn)的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，通過渣油和水混合后在催化裂化反應(yīng)器內(nèi)進行，先將水和渣油裝入進料器并加熱使進料器內(nèi)壓力升高，當壓力大于分隔于進料器與反應(yīng)器之間的爆破片所承受的強度時，爆破片破裂，油水混合物在一定的壓力下由爆破口噴入反應(yīng)器，渣油混合物形成霧化狀態(tài)與反應(yīng)器中內(nèi)的分布板上的催化劑瞬間接觸并發(fā)生催化裂化反應(yīng)。
本發(fā)明的目的還通過以下方法實現(xiàn)進料器加熱到320～370℃，反應(yīng)器催化裂化加熱溫度為470～720℃，渣油與催化劑比為6～20。
進料器與反應(yīng)器溫度由電爐加熱控制，反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物采用SQ-206色譜儀分析，反應(yīng)后的液體產(chǎn)物采用SP-4320色譜儀模擬蒸餾分析，反應(yīng)后催化劑上的碳采用精密定碳儀分析。
本發(fā)明優(yōu)點在于由于渣油和水的混合物在一定的壓力下瞬時進料，能夠使渣油在形成一定的霧化效果下與反應(yīng)器內(nèi)的催化劑完全接觸并發(fā)生催化裂化反應(yīng)，因此，反應(yīng)工況與工業(yè)上非常接近，使用的劑油比與工業(yè)狀況相符，計量進料量與實際進料量相同，反應(yīng)時間可以通過載氣的流速來控制，從而可以控制反應(yīng)的程度，以達到優(yōu)化產(chǎn)品分布的目的。在本發(fā)明各種渣油催化裂化的物料平衡都可以達到96％以上，同種條件下渣油實驗結(jié)果的相對誤差都在±2％以內(nèi)，試驗的重復性好。
本發(fā)明附圖
為實施例試驗裝置示意圖。
本發(fā)明通過實施例進一步說明采用比重為0.9222的大慶減渣為原料，使用RHZ-200工業(yè)平衡催化劑，氣體產(chǎn)物用SQ-206色譜儀進行分析，液體產(chǎn)物在SP-3420色譜儀上模擬蒸餾，快速精密定碳儀測定催化劑上碳含量，做二次平行。
實施例一測定過程為首先將6.02g和6.2g水裝入進料器2中，用爆破片4和接頭3把進料器2封閉，同時，把36.12g的催化劑由頂蓋6上的進料口裝入反應(yīng)器8，再把接頭三與頂蓋6；連接。利用電爐9對預熱段1和反應(yīng)器8加熱，當預熱段達到350℃時，用水泵將蒸餾水通到預熱段管中形成過熱蒸汽，過熱蒸汽由水蒸汽入口11進入反應(yīng)器流化分布板10上的催化劑中，當反應(yīng)器溫度穩(wěn)定在485℃時，利用電爐中部加熱進料器2，進料器溫度在320℃時爆破片被沖開，渣油混合物進入反應(yīng)器進行催化裂化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物由出口7進入氣液收集系統(tǒng)冷卻后，催化劑卸出，分析氣、液和催化劑上的殘?zhí)?。測定收率為汽油34.41％，柴油25.84％，重油4.42％，氣體15.69％，焦炭16.46％，總收率為96.82％。
實施例二測定過程、反應(yīng)溫度、預熱段溫度、進料器溫度同實施例一，當渣油進料量為5.17g、水53.5g，，各產(chǎn)物收率分別為，汽油35.57％，柴油25.44％，重油4.4％，氣體16.35％，焦炭16.10％，總收率97.86％。
實施例三測定過程、反應(yīng)溫度、預熱段溫度同實施例一，進料器溫度330℃，當渣油進料量為5.06g、水5.2g、催化劑30.4g時，各產(chǎn)物收率分別為，汽油34.19％，柴油25.19％，重油4.31％，氣體16.75％，焦炭16.58％，總收率97.02％。
實施例四測定過程、預熱段溫度同實施例一，進料器溫度330℃，反應(yīng)溫度470℃，當渣油進料量為3.62g、水3.93g、催化劑21.67g時，各產(chǎn)物收率分別為，汽油38.15％，柴油26.09％，重油4.4％，氣體15.56％，焦炭15.05％，總收率98.2％。
實施例五測定過程、預熱段溫度、進料器溫度同實施例一，反應(yīng)溫度520℃，當渣油進料量為5.06g、水5.15g、催化劑30.30g時，各產(chǎn)物收率分別為，汽油33.23％，柴油22.17％，重油3.54％，氣體21.62％，焦炭17.4％，總收率97.96％。
實施例六測定過程、預熱段溫度、進料器溫度同實施例一，反應(yīng)溫度570℃，當渣油進料量為6.15g、水6.40g、催化劑36.97g時，各產(chǎn)物收率分別為，汽油32.86％，柴油17.35％，重油2.73％，氣體26.71％，焦炭18.65％，總收97.91％。
實施例七測定過程、預熱段溫度同實施例一，進料器溫度350℃、反應(yīng)溫度620℃，當渣油進料量為4.73g、水5.05g、催化劑28.45g時，各種產(chǎn)物的收率分別為，汽油31.84％，柴油12.04％，重油2.06％，氣體33.22％，焦炭19.11％，總收率為98.27％。
實施例八測定過程、預熱段溫度、進料器溫度同實施例七，反應(yīng)溫度670℃，當渣油進料量為6.42g、水6.73g、催化劑38.72g時，各種產(chǎn)物的收率分別為，汽油28.32％，柴油7.27％，重油0.93％，氣體41.85％，焦炭20.31％，總收率98.68％。
實施例九測定過程、預熱段溫度、進料器溫度同實施七，反應(yīng)溫度720℃，當渣油進料量為3.93g、水4.15g、催化劑23.62g時，各種產(chǎn)物的收率分別為汽油25.92％，柴油5.68％，重油0.41％，氣體45.76％，焦炭20.88％，總收率98.65％。
實施例十測定過程、預熱段溫度同實施一，進料器溫度360℃、反應(yīng)溫度495℃，當渣油進料量為5.75g、水5.96g、催化劑35.08g時，各種產(chǎn)物的收率分別為汽油34.41％，柴油25.31％，重油4.32％，氣體16.35％，焦炭17.38％，總收率為97.77％。
實施例十一測定過程、預熱段溫度、進料器溫度、反應(yīng)溫度同實施十，當渣油進料量為4.7g、水5.12g、催化劑43.25g時，各種產(chǎn)物的收率分別為汽油37.78％，柴油21.26％，重油3.61％，氣體17.82％，焦炭17.95％，總收率98.42％。
實施例十二測定過程、預熱段溫度、進料器溫度、反應(yīng)溫度同實施十，當渣油進料量為5.63g、水5.82g、催化劑68.18g時，各種產(chǎn)物的收率分別為汽油39.27％，柴油18.33％，重油2.98％，氣體18.95％，焦炭18.19％，總收率97.72％。
實施例十三測定過程、預熱段溫度、反應(yīng)溫度同實施十，進料器溫度370。當渣油進料量為3.23g、水3.55g、催化劑49.85g時，各種產(chǎn)物的收率分別為汽油41.1％，柴油15.64％，重油2.75％，氣體20.05％，焦炭18.97％，總收率為98.51％。
實施例十四測定過程、預熱段溫度、進料器溫度、反應(yīng)溫度同實施十三。當渣油進料量為3.52g、水3.76g、催化劑70.45g時，各種產(chǎn)物的收率分別為汽油42.67％，柴油11.82％，重油1.23％，氣體22.27％，焦炭19.65％，總收率97.64％。
權(quán)利要求
1.一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，通過渣油和水混合后在催化裂化反應(yīng)器內(nèi)進行，其特征在于先將水和渣油裝入進料器并加熱使進料器內(nèi)壓力升高，當壓力大于分隔于進料器與反應(yīng)器之間的爆破片所承受的強度時，爆破片破裂，油水混合物在一定的壓力下由爆破口噴入反應(yīng)器，渣油混合物形成霧化狀態(tài)與反應(yīng)器中內(nèi)的分布板上的催化劑瞬間接觸并發(fā)生催化裂化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，其特征在于進料器加熱到320～370℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，其特征在于反應(yīng)器催化裂化加熱溫度為470～720℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，其特征在于渣油與催化劑比為6～20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，其特征在于進料器與反應(yīng)器溫度由電爐加熱控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，其特征在于反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物采用SQ-206色譜儀分析，反應(yīng)后的液體產(chǎn)物采用SP-4320色譜儀模擬蒸餾分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定渣油催化裂化反應(yīng)的方法，其特征在于反應(yīng)后催化劑上的碳采用精密定碳儀分析。
全文摘要
本發(fā)明屬于渣油催化裂化的測定方法,先加熱使進料器內(nèi)壓力升高,當壓力大于分隔于進料器與反應(yīng)器之間的爆破片所承受的強度時,爆破片破裂,油水混合物在壓力下噴入反應(yīng)器,渣油混合物形成霧化狀態(tài)與反應(yīng)器中內(nèi)的分布板上的催化劑瞬間接觸發(fā)生催化裂化反應(yīng)。優(yōu)點在于:反應(yīng)工況與工業(yè)上非常接近,使用的劑油比與工業(yè)狀況相符,計量進料量與實際進料量相同,可達到優(yōu)化產(chǎn)品分布,各種渣油催化裂化的物料平衡都可以達到96%以上,相對誤差都在±2%以內(nèi),重復性好。
文檔編號C10G11/00GK1266881SQ0010565
公開日2000年9月20日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月14日
發(fā)明者徐春明, 鄂承林, 劉植昌 申請人:石油大學(北京)