Forschung und Entwicklung eines katalytischen Crackverfahrens für mittelporiges Molekularsieb für Schweröl mit wenig Grünkoks, niedrigem Energieverbrauch und hoher Olefinausbeute
Das katalytische Crackverfahren zum hochselektiven Cracken von schweren Kohlenwasserstoffen zu Olefinen hat eine deutliche Verbesserung der Selektivität von Olefinprodukten erreicht. Katalytische Crackanlagen stellen auch allmählich auf die Herstellung von leichteren Olefinprodukten um.
Das durchschnittliche relative Molekulargewicht des Ausgangsöls für das katalytische Cracken liegt im Allgemeinen über 300, der anfängliche Siedepunkt ist größer als 350 Grad und die molekulare Kohlenstoffzahl ist im Allgemeinen größer als 30, von denen die meisten um 60 liegen und in gesättigte Fraktionen unterteilt sind. aromatische Fraktionen, Gummen und Asphaltene.
Wenn Benzin das Zielprodukt ist, ist die molekulare Kohlenstoffzahl (Destillationsbereich) von Benzin hauptsächlich in C5~C12 (40~200 Grad) konzentriert; wenn kohlenstoffarmes Olefin das Zielprodukt ist, ist die molekulare Kohlenstoffzahl des Produkts hauptsächlich in C2~C4 konzentriert.
Die Zusammensetzung des Ausgangsöls für das katalytische Cracken ist äußerst komplex. Wenn kohlenstoffarme Olefine als Zielprodukt verwendet werden, können nur gesättigte Kohlenwasserstoffe oder aromatische Seitenketten in schweren Kohlenwasserstoffen in Olefinmoleküle geschnitten werden, während aromatische Kohlenwasserstoffe und aromatische Kerne fast unmöglich in Olefinmoleküle geschnitten werden können. Es ist auch schwierig, einen Alkanring zu einem Alkenmolekül zu öffnen.
Unter der Wirkung des festen Säurekatalysators extrahiert das Carbokation R2 plus Hydridionen aus den Rohalkanmolekülen, um eine Hydridanionenübertragungsreaktion einzugehen, und wandelt sich gleichzeitig selbst in das Produkt Alkan (R2H) um, die Rohalkanmoleküle werden dies tun bilden ein neues R1 plus , so dass die gesamte Die katalytische Crackreaktion kontinuierlich abläuft.
In dem Wirbelschichtreaktor mit variablem Durchmesser und dem entsprechenden Reaktionssystem kommen die schweren Kohlenwasserstoffe zuerst mit dem bei hoher Temperatur (etwa 700 Grad) heißen Katalysator in Kontakt. Im Moment des Kontakts muss eine geringe thermische Rissbildung einhergehen. Obwohl dieser Teil der thermischen Crackreaktion zur Bildung von trockenem Gas, insbesondere Methan, führt, sind hohe Temperaturen vorteilhaft für die Zersetzung und Verdampfung von Gummis und Asphaltenen in schwereren Kohlenwasserstoffen.
Für das katalytische Crackverfahren, das leichte Olefine als Zielprodukt verwendet, erfordert das Cracken schwerer Kohlenwasserstoffe zur Erzeugung von Olefinmolekülen viel Wärme, und die Reaktion ist im Allgemeinen strenger.
Im Moment des Kontakts zwischen dem heißen Katalysator und Öl und Gas und im frühen Stadium der Reaktion haben die aktiven Komponenten des Molekularsiebs im Katalysator eine Crackaktivität, die stark genug ist, um das schnelle Cracken schwerer Kohlenwasserstoffmoleküle zur Erzeugung von Olefinmolekülen zu fördern . Aber gleichzeitig haben die aktiven Komponenten des Molekularsiebs eine ausreichend starke Wasserstoffübertragungsaktivität, so dass die gecrackten Olefinmoleküle in Alkane umgewandelt werden.
In dieser Stufe ist es besser, die Wasserstoffübertragungsreaktion von Olefinen durch eine höhere Reaktionstemperatur zu unterdrücken und das Kracken von Olefinen in kleinere molekulare Olefine weiter zu fördern, aber eine zu hohe Reaktionstemperatur wird dazu führen, dass mehr trockenes Gas erzeugt wird.
Mit der steigenden Nachfrage nach kohlenstoffarmen Olefinen ist eine Vielzahl von Technologien zur Herstellung von kohlenstoffarmen Olefinen entstanden, die hauptsächlich Methanol-zu-Olefine, Olefincracken, Propandehydrierung und andere Technologien umfassen.
