專利名稱：一種重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油加工領(lǐng)域中用于重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評(píng)價(jià)。
背景技術(shù)：
以乙烯、丙烯為代表的低碳烯烴是化學(xué)工業(yè)的最基本原料，隨著石油化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，世界范圍內(nèi)對(duì)低碳烯烴，特別是乙烯、丙烯的需求越來越旺盛。據(jù)預(yù)測(cè)，乙烯作為石化行業(yè)的龍頭，到2010年世界生產(chǎn)能力將由2005年的117Mt增長到152Mt。而在我國，2010年乙烯需求量可增長到29. 60Mt，丙烯則是規(guī)模僅次于乙烯的最重要的基本有機(jī)原料之一，世界丙烯需求量年增長率達(dá)到12%左右。預(yù)計(jì)2010年丙烯產(chǎn)量可以達(dá)到8. 6Mt，而丙烯表觀消費(fèi)量將達(dá)到10.49Mt。所以說，乙烯、丙烯平衡存在很大缺口，大力發(fā)展以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，國內(nèi)外多以天然氣或輕質(zhì)石油餾分為原料，采用乙烯聯(lián)合裝置中蒸汽裂解工藝生產(chǎn)低碳烯烴。在過去10 15年里，世界50%以上的乙烯是以石腦油為原料的裂解裝置生產(chǎn)的，丙烯的生產(chǎn)則主要依靠蒸汽裂解和催化裂化的副產(chǎn)，全球丙烯產(chǎn)量中70%來源于蒸汽裂解二8%來源于催化裂化和2%來源于丙烷脫氫等技術(shù)。在我國，催化裂化生產(chǎn)的丙烯占總產(chǎn)量的比例為39%左右，而蒸汽裂解生產(chǎn)的丙烯占總產(chǎn)量的比例約為61%。由于我國原油偏重，輕烴和石腦油資源貧乏，進(jìn)一步發(fā)展蒸汽裂解將受到原料油供應(yīng)的制約，這將嚴(yán)重影響我國乙烯、丙烯工業(yè)的發(fā)展。因此有必要加大開發(fā)重質(zhì)油裂解制取低碳烯烴技術(shù)的力度和工業(yè)推廣的進(jìn)程，以滿足國民經(jīng)濟(jì)的快速增長對(duì)低碳烯烴的需求。因此，有必要進(jìn)行重質(zhì)油催化裂解催化劑制取低碳烯烴評(píng)價(jià)方法的研究，獲得與工業(yè)裝置規(guī)律相接近的運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立能夠反映催化劑以及重質(zhì)油活性規(guī)律的評(píng)價(jià)方法，提高催化劑評(píng)價(jià)效率和評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度。為重質(zhì)油裂解制取低碳烯烴催化劑以及工藝開發(fā)提供技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評(píng)價(jià)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于將微球催化劑裝入固定流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器的反應(yīng)溫度在400 750°C，優(yōu)選的反應(yīng)溫度在550 650°C ；經(jīng)過原料預(yù)熱箱預(yù)熱的重油通過油泵經(jīng)過重油汽化爐汽化后與來自水蒸氣汽化爐的高溫水蒸汽接觸混合后通過催化劑床層；反應(yīng)后的油氣通過多級(jí)冷凝進(jìn)行分離，氣體經(jīng)過凈化后進(jìn)入在線色譜進(jìn)行分析，液體通過靜置、封瓶送色譜分析組成；反應(yīng)后采用氧氣進(jìn)行催化劑的再生，再生后的煙氣通過二氧化碳轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為二氧化碳，進(jìn)入二氧化碳紅外分析儀進(jìn)行二氧化碳濃度分析，由二氧化碳曲線得出催化劑上焦炭含量；固定流化床反應(yīng)器自上至下由沉降段M、反應(yīng)段N和分散段H組成；反應(yīng)器的頂部設(shè)有法蘭2，法蘭2上設(shè)有加劑管1、熱電偶套管3、原料油與流化氣體管4以及反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8，均通入至反應(yīng)器內(nèi)；沉降段M呈上小下大的正圓臺(tái)狀，高度與其上端直徑的比值最好為1 10 1 ；反應(yīng)段N和分散段H均呈上大下小的倒圓臺(tái)狀，兩段形成一個(gè)倒圓錐形，即反應(yīng)段的上端最大直徑與沉降段下端直徑相等，而其最小直徑與分散段上端最大直徑相等，反應(yīng)段N高度與其上端直徑的比值最好為1 10 1 ；反應(yīng)段N中央設(shè)有強(qiáng)化分布板5，與器壁之間留有空隙，空隙的距離最好為強(qiáng)化分布板5直徑的5 10%，強(qiáng)化分布板5的開孔率為60% 90% ；反應(yīng)油與流化氣體管4垂直地穿過法蘭2和強(qiáng)化分布板5的中心，出口處設(shè)有噴嘴，位于反應(yīng)段N與分散段H之間；伸入至反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管入口處套有過濾器7，過濾器7固定在法蘭上。本發(fā)明所用的固定流化床反應(yīng)器中，強(qiáng)化分布板5上沿與反應(yīng)器底部的垂直距離最好在分散段H底部上方10 20cm處，強(qiáng)化分布板5與反應(yīng)器壁的距離為強(qiáng)化分布板5直徑的5 10%，大于原料油與流化氣體管4的下端離反應(yīng)器底部的垂直距離，并且小于熱電偶套管的下端離反應(yīng)器底部的垂直距離，強(qiáng)化分布板5的厚度為2 12mm，并且強(qiáng)化分布板5固定在原料油與流化氣體管4上。本發(fā)明所用的固定流化床反應(yīng)器的頂部設(shè)置法蘭2，法蘭可以包括上、下法蘭盤，以及位于上、下法蘭盤之間的石墨密封墊片，其中，上法蘭盤可以加工成一定直徑的凹槽，凹槽內(nèi)放置石墨密封墊片，通過石墨密封墊片使它與下法蘭盤通過螺栓緊密地固定連接在一起。本發(fā)明所用的固定流化床反應(yīng)器的加劑管1，熱電偶套管3、反應(yīng)油與流化氣體管4以及反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8均穿過并且固定于上法蘭盤。熱電偶套管3與反應(yīng)器中心軸線平行，垂直插入反應(yīng)器內(nèi)部，其底端最好位于強(qiáng)化分布板5的上端，與強(qiáng)化分布板保持一定的距離，優(yōu)選為2 10cm。本發(fā)明所用的固定流化床反應(yīng)器的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8最好設(shè)置為2 4組，均勻分布在法蘭上，每個(gè)過濾器7連接一個(gè)反應(yīng)油氣導(dǎo)出管8。過濾器7可以采用陶瓷或粉末冶金材料。本發(fā)明所述的評(píng)價(jià)方法，裂化氣氣體樣品最好采用多維氣相色譜法，如利用四個(gè)閥進(jìn)行切換和五根柱子進(jìn)行組分分離的方法，一次進(jìn)樣分析可將裂化氣中的20個(gè)組分(C1,c5，C6+)的各種氣態(tài)烴類，H2、o2、N2、co、o)2以及H2S安全分離，經(jīng)兩個(gè)熱導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)，記錄色譜圖并采用UOP 539標(biāo)準(zhǔn)提供的方法計(jì)算各組分的百分含量。本發(fā)明所述的評(píng)價(jià)方法，其中微球催化劑為采用噴霧成型方法制備。本發(fā)明所述的評(píng)價(jià)方法，其中的重油可以為蠟油，常壓渣油或減壓渣油。本發(fā)明所述的評(píng)價(jià)方法，其中再生后催化劑上焦炭含量C用公式(1)計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于將微球催化劑裝入固定流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器的反應(yīng)溫度在400 750°C ；經(jīng)過原料預(yù)熱箱預(yù)熱的重油通過油泵經(jīng)過重油汽化爐汽化后與來自水蒸氣汽化爐的高溫水蒸汽接觸混合后通過催化劑床層；反應(yīng)后的油氣通過多級(jí)冷凝進(jìn)行分離，氣體經(jīng)過凈化后進(jìn)入在線色譜進(jìn)行分析，液體通過靜置、封瓶送色譜分析組成；反應(yīng)后采用氧氣進(jìn)行催化劑的再生，再生后的煙氣通過二氧化碳轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為二氧化碳，進(jìn)入二氧化碳紅外分析儀進(jìn)行二氧化碳濃度分析，由二氧化碳曲線得出催化劑上焦炭含量；固定流化床反應(yīng)器自上至下由沉降段、反應(yīng)段和分散段組成；反應(yīng)器的頂部設(shè)有法蘭O)，法蘭(2)上設(shè)有加劑管(1)、熱電偶套管(3)、原料油與流化氣體管以及反應(yīng)油氣導(dǎo)出管(8)，均通入至反應(yīng)器內(nèi)；沉降段呈上小下大的正圓臺(tái)狀；反應(yīng)段和分散段均呈上大下小的倒圓臺(tái)狀，兩段形成一個(gè)倒圓錐形，即反應(yīng)段的上端最大直徑與沉降段下端直徑相等，而其最小直徑與分散段上端最大直徑相等；反應(yīng)段中央設(shè)有強(qiáng)化分布板(5)，與器壁之間留有空隙，空隙的距離最好為強(qiáng)化分布板(5)直徑的5 10%，強(qiáng)化分布板(5)的開孔率為60% 90% ；反應(yīng)油與流化氣體管(4)垂直地穿過法蘭(2)和強(qiáng)化分布板(5)的中心，出口處設(shè)有噴嘴，位于反應(yīng)段與分散段之間；伸入至反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管入口處套有過濾器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于固定流化床反應(yīng)器的熱電偶套管(3)與反應(yīng)器中心軸線平行，垂直插入反應(yīng)器內(nèi)部，其底端位于強(qiáng)化分布板(5)的上端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于固定流化床反應(yīng)器的沉降段呈上小下大的正圓臺(tái)狀，高度與其上端直徑的比值為1 10 1 ；反應(yīng)段高度與其上端直徑的比值為1 10 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于固定流化床反應(yīng)器的反應(yīng)油氣導(dǎo)出管(8)設(shè)置為2 4組，均勻分布在法蘭上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于裂化氣氣體樣品采用多維氣相色譜法，一次分析可將裂化氣中的氣態(tài)烴類，H2, O2, N2, CO, CO2以及H2S分離，經(jīng)兩個(gè)熱導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)，記錄色譜圖并計(jì)算各組分的百分含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于微球催化劑為采用噴霧成型方法制備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于重油為蠟油，常壓渣油或減壓渣油。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于再生后催化劑上焦炭含量C用公式⑴計(jì)算
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于固定流化床反應(yīng)器反應(yīng)溫度在550 650 "C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)方法，其特征在于原料預(yù)熱箱的預(yù)熱溫度為80 1200C ；重油汽化爐溫度為350 400°C ；水蒸氣汽化爐溫度為400 550°C。
全文摘要
一種重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評(píng)價(jià)方法，其步驟如下A.將微球催化劑裝入固定流化床反應(yīng)器。B.重油在預(yù)熱器中汽化后與高溫水蒸汽接觸混合后通過催化劑床層；C.反應(yīng)后的油氣在氣液分離器中進(jìn)行分離，氣體經(jīng)過凈化后進(jìn)入在線色譜進(jìn)行分析，液體通過靜置、封瓶送色譜分析組成。D.反應(yīng)后采用氧氣進(jìn)行催化劑的再生，再生后的煙氣通過二氧化碳轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為二氧化碳，進(jìn)入二氧化碳紅外分析儀進(jìn)行二氧化碳濃度分析，由二氧化碳曲線得出催化劑上焦炭含量。使用本發(fā)明的評(píng)價(jià)方法，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性好，原料油溫度控制準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)操作范圍寬，可為重質(zhì)油高溫催化裂解制低碳烯烴的催化劑研發(fā)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。
文檔編號(hào)G01N21/17GK102565209SQ20101062074
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者侯凱軍, 劉宏海, 婁來銀, 孫雪芹, 張海濤, 張愛群, 樊江濤, 王智峰, 王林, 田愛珍, 顧國強(qiáng), 馬燕青, 高雄厚 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司