专利名称：一种测定渣油催化裂化反应的方法
技术领域：
本发明属于渣油催化裂化的测定方法。
近二十年来，掺炼渣油的催化裂化工艺得到广泛的发展及应用。在我国，多数催化裂化装置都不同程度地掺炼渣油，少数装置还直接以常压渣油，甚至减压渣油作为进料。与减压瓦斯油相比，减压渣油分子量大，沸点高，残炭值高，重金属含量高，在反应过程中，渣油催化裂化与瓦斯油催化裂化有显著的不同。在渣油催化裂化反应的研究中，催化剂的研制及提升管反应器技术的开发是关键。而关联催化剂研制及提升管开发就需要有合适的催化剂评价及渣油催化裂化动力学的测定方法。
目前，研究渣油催化裂化反应的方法主要有以下几种1)小型固定流化床催化裂化反应装置；2)小型固定床催化裂化反应装置；3)小型提升管催化裂化反应装置。但上述几种研究渣油催化裂化反应的方法和装置自身结构的限制存在一些不足主要是(1)计量进料量与实际进料量不符。几种研究方法均采用油泵或手工进料，渣油粘度大，因此渣油便在油泵及进料管路上产生了一些残留量，每次残留量均不相同且难以准确确定残留量，由此造成几种研究方法的重复性较差且物料平衡难以准确测定。(2)剂油比与工业上不符。工业上的剂油比是指单位时间内流过的催化剂重量与同一时间内所进入的油量之比值，也就是说每一瞬间的剂油比都是相等的，而研究中，一定量的油是在一段时间内逐渐进入反应器与催化剂(按工业剂油比确定的重量)逐渐接触反应的，因此其每一瞬时的剂油比都远大于工业上的剂油比。(3)反应工况与工业上存在很大差别。工业上系用喷咀进料，渣油是在形成了良好的雾化效果状况下与催化剂瞬间接触反应；而实验室研究中渣油基本上是以液滴形式逐渐与催化剂接触反应，从而造成液固两相间的反应增多，造成生焦量加大，二次反应增多，使反应不易控制。此外在工业上，每一时刻渣油都是与活性很高的新鲜催化剂接触反应。而实验室研究中，随着渣油的逐渐进入，反应器中的催化剂活性在逐渐降低，即在进料反应过程中，渣油是在与活性逐渐降低的催化剂接触反应。由于存在以上不足，目前实验室对渣油催化裂化反应研究所得到的数据与工业上存在很大差异，不能有效地指导渣油催化裂化技术的开发及用于指导工业生产。
本发明的目的是研制适合渣油特点，采用瞬时进料方式以提高催化剂评价结果的一种测定渣油催化裂化反应的方法。
本发明的目的是通过以下方法实现的一种测定渣油催化裂化反应的方法，通过渣油和水混合后在催化裂化反应器内进行，先将水和渣油装入进料器并加热使进料器内压力升高，当压力大于分隔于进料器与反应器之间的爆破片所承受的强度时，爆破片破裂，油水混合物在一定的压力下由爆破口喷入反应器，渣油混合物形成雾化状态与反应器中内的分布板上的催化剂瞬间接触并发生催化裂化反应。
本发明的目的还通过以下方法实现进料器加热到320～370℃，反应器催化裂化加热温度为470～720℃，渣油与催化剂比为6～20。
进料器与反应器温度由电炉加热控制，反应后的气体产物采用SQ-206色谱仪分析，反应后的液体产物采用SP-4320色谱仪模拟蒸馏分析，反应后催化剂上的碳采用精密定碳仪分析。
本发明优点在于由于渣油和水的混合物在一定的压力下瞬时进料，能够使渣油在形成一定的雾化效果下与反应器内的催化剂完全接触并发生催化裂化反应，因此，反应工况与工业上非常接近，使用的剂油比与工业状况相符，计量进料量与实际进料量相同，反应时间可以通过载气的流速来控制，从而可以控制反应的程度，以达到优化产品分布的目的。在本发明各种渣油催化裂化的物料平衡都可以达到96％以上，同种条件下渣油实验结果的相对误差都在±2％以内，试验的重复性好。
本发明附图
为实施例试验装置示意图。
本发明通过实施例进一步说明采用比重为0.9222的大庆减渣为原料，使用RHZ-200工业平衡催化剂，气体产物用SQ-206色谱仪进行分析，液体产物在SP-3420色谱仪上模拟蒸馏，快速精密定碳仪测定催化剂上碳含量，做二次平行。
实施例一测定过程为首先将6.02g和6.2g水装入进料器2中，用爆破片4和接头3把进料器2封闭，同时，把36.12g的催化剂由顶盖6上的进料口装入反应器8，再把接头三与顶盖6；连接。利用电炉9对预热段1和反应器8加热，当预热段达到350℃时，用水泵将蒸馏水通到预热段管中形成过热蒸汽，过热蒸汽由水蒸汽入口11进入反应器流化分布板10上的催化剂中，当反应器温度稳定在485℃时，利用电炉中部加热进料器2，进料器温度在320℃时爆破片被冲开，渣油混合物进入反应器进行催化裂化反应，反应产物由出口7进入气液收集系统冷却后，催化剂卸出，分析气、液和催化剂上的残碳。测定收率为汽油34.41％，柴油25.84％，重油4.42％，气体15.69％，焦炭16.46％，总收率为96.82％。
实施例二测定过程、反应温度、预热段温度、进料器温度同实施例一，当渣油进料量为5.17g、水53.5g，，各产物收率分别为，汽油35.57％，柴油25.44％，重油4.4％，气体16.35％，焦炭16.10％，总收率97.86％。
实施例三测定过程、反应温度、预热段温度同实施例一，进料器温度330℃，当渣油进料量为5.06g、水5.2g、催化剂30.4g时，各产物收率分别为，汽油34.19％，柴油25.19％，重油4.31％，气体16.75％，焦炭16.58％，总收率97.02％。
实施例四测定过程、预热段温度同实施例一，进料器温度330℃，反应温度470℃，当渣油进料量为3.62g、水3.93g、催化剂21.67g时，各产物收率分别为，汽油38.15％，柴油26.09％，重油4.4％，气体15.56％，焦炭15.05％，总收率98.2％。
实施例五测定过程、预热段温度、进料器温度同实施例一，反应温度520℃，当渣油进料量为5.06g、水5.15g、催化剂30.30g时，各产物收率分别为，汽油33.23％，柴油22.17％，重油3.54％，气体21.62％，焦炭17.4％，总收率97.96％。
实施例六测定过程、预热段温度、进料器温度同实施例一，反应温度570℃，当渣油进料量为6.15g、水6.40g、催化剂36.97g时，各产物收率分别为，汽油32.86％，柴油17.35％，重油2.73％，气体26.71％，焦炭18.65％，总收97.91％。
实施例七测定过程、预热段温度同实施例一，进料器温度350℃、反应温度620℃，当渣油进料量为4.73g、水5.05g、催化剂28.45g时，各种产物的收率分别为，汽油31.84％，柴油12.04％，重油2.06％，气体33.22％，焦炭19.11％，总收率为98.27％。
实施例八测定过程、预热段温度、进料器温度同实施例七，反应温度670℃，当渣油进料量为6.42g、水6.73g、催化剂38.72g时，各种产物的收率分别为，汽油28.32％，柴油7.27％，重油0.93％，气体41.85％，焦炭20.31％，总收率98.68％。
实施例九测定过程、预热段温度、进料器温度同实施七，反应温度720℃，当渣油进料量为3.93g、水4.15g、催化剂23.62g时，各种产物的收率分别为汽油25.92％，柴油5.68％，重油0.41％，气体45.76％，焦炭20.88％，总收率98.65％。
实施例十测定过程、预热段温度同实施一，进料器温度360℃、反应温度495℃，当渣油进料量为5.75g、水5.96g、催化剂35.08g时，各种产物的收率分别为汽油34.41％，柴油25.31％，重油4.32％，气体16.35％，焦炭17.38％，总收率为97.77％。
实施例十一测定过程、预热段温度、进料器温度、反应温度同实施十，当渣油进料量为4.7g、水5.12g、催化剂43.25g时，各种产物的收率分别为汽油37.78％，柴油21.26％，重油3.61％，气体17.82％，焦炭17.95％，总收率98.42％。
实施例十二测定过程、预热段温度、进料器温度、反应温度同实施十，当渣油进料量为5.63g、水5.82g、催化剂68.18g时，各种产物的收率分别为汽油39.27％，柴油18.33％，重油2.98％，气体18.95％，焦炭18.19％，总收率97.72％。
实施例十三测定过程、预热段温度、反应温度同实施十，进料器温度370。当渣油进料量为3.23g、水3.55g、催化剂49.85g时，各种产物的收率分别为汽油41.1％，柴油15.64％，重油2.75％，气体20.05％，焦炭18.97％，总收率为98.51％。
实施例十四测定过程、预热段温度、进料器温度、反应温度同实施十三。当渣油进料量为3.52g、水3.76g、催化剂70.45g时，各种产物的收率分别为汽油42.67％，柴油11.82％，重油1.23％，气体22.27％，焦炭19.65％，总收率97.64％。
权利要求
1.一种测定渣油催化裂化反应的方法，通过渣油和水混合后在催化裂化反应器内进行，其特征在于先将水和渣油装入进料器并加热使进料器内压力升高，当压力大于分隔于进料器与反应器之间的爆破片所承受的强度时，爆破片破裂，油水混合物在一定的压力下由爆破口喷入反应器，渣油混合物形成雾化状态与反应器中内的分布板上的催化剂瞬间接触并发生催化裂化反应。
2.根据权利要求1所述的一种测定渣油催化裂化反应的方法，其特征在于进料器加热到320～370℃。
3.根据权利要求1所述的一种测定渣油催化裂化反应的方法，其特征在于反应器催化裂化加热温度为470～720℃。
4.根据权利要求1所述的一种测定渣油催化裂化反应的方法，其特征在于渣油与催化剂比为6～20。
5.根据权利要求1所述的一种测定渣油催化裂化反应的方法，其特征在于进料器与反应器温度由电炉加热控制。
6.根据权利要求1所述的一种测定渣油催化裂化反应的方法，其特征在于反应后的气体产物采用SQ-206色谱仪分析，反应后的液体产物采用SP-4320色谱仪模拟蒸馏分析。
7.根据权利要求1所述的一种测定渣油催化裂化反应的方法，其特征在于反应后催化剂上的碳采用精密定碳仪分析。
全文摘要
本发明属于渣油催化裂化的测定方法,先加热使进料器内压力升高,当压力大于分隔于进料器与反应器之间的爆破片所承受的强度时,爆破片破裂,油水混合物在压力下喷入反应器,渣油混合物形成雾化状态与反应器中内的分布板上的催化剂瞬间接触发生催化裂化反应。优点在于:反应工况与工业上非常接近,使用的剂油比与工业状况相符,计量进料量与实际进料量相同,可达到优化产品分布,各种渣油催化裂化的物料平衡都可以达到96%以上,相对误差都在±2%以内,重复性好。
文档编号C10G11/00GK1266881SQ0010565
公开日2000年9月20日 申请日期2000年4月14日 优先权日2000年4月14日
发明者徐春明, 鄂承林, 刘植昌 申请人:石油大学(北京)