[發(fā)明專利]一種重油催化裂解制低碳烯烴催化劑性能評價方法

有效

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• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102565209A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高雄厚;樊江濤;王智峰;張海濤;劉宏海;田愛珍;侯凱軍;顧國強;婁來銀;王林;張愛群;馬燕青;孫雪芹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N21/17;G01N33/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 張茵

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價。

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)對低碳烯烴，特別是乙烯、丙烯的需求越來越旺盛。據(jù)預(yù)測，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原料之一，世界丙烯需求量年增長率達到12％左右。預(yù)計2010年丙烯產(chǎn)量可以達到8.6Mt，而丙烯表觀消費量將達到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，28％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，進一步發(fā)展蒸汽裂解將受到原料油供應(yīng)的制約，這將嚴重影響我國乙烯、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)推廣的進程，以滿足國民經(jīng)濟的快速增長對低碳烯烴的需求。

因此，有必要進行重質(zhì)油催化裂解催化劑制取低碳烯烴評價方法的研究，獲得與工業(yè)裝置規(guī)律相接近的運行數(shù)據(jù)，建立能夠反映催化劑以及重質(zhì)油活性規(guī)律的評價方法，提高催化劑評價效率和評價準確度。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價方法。

為實現(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價方法，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℃，優(yōu)選的反應(yīng)溫度在550～650℃；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)后的油氣通過多級冷凝進行分離，氣體經(jīng)過凈化后進入在線色譜進行分析，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，進入二氧化碳紅外分析儀進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狀，兩段形成一個倒圓錐形，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)有強化分布板5，與器壁之間留有空隙，空隙的距離最好為強化分布板5直徑的5～10％，強化分布板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，強化分布板5與反應(yīng)器壁的距離為強化分布板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，強化分布板5的厚度為2～12mm，并且強化分布板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，其底端最好位于強化分布板5的上端，與強化分布板保持一定的距離，優(yōu)選為2～10cm。