专利名称：一种重油催化裂解制低碳烯烃催化剂性能评价方法
技术领域：
本发明涉及石油加工领域中用于重油催化裂解制低碳烯烃催化剂性能评价。
背景技术：
以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业的最基本原料，随着石油化学工业的快速发展，世界范围内对低碳烯烃，特别是乙烯、丙烯的需求越来越旺盛。据预测，乙烯作为石化行业的龙头，到2010年世界生产能力将由2005年的117Mt增长到152Mt。而在我国，2010年乙烯需求量可增长到29. 60Mt，丙烯则是规模仅次于乙烯的最重要的基本有机原料之一，世界丙烯需求量年增长率达到12%左右。预计2010年丙烯产量可以达到8. 6Mt，而丙烯表观消费量将达到10.49Mt。所以说，乙烯、丙烯平衡存在很大缺口，大力发展以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃生产技术具有很重要的现实意义。目前，国内外多以天然气或轻质石油馏分为原料，采用乙烯联合装置中蒸汽裂解工艺生产低碳烯烃。在过去10 15年里，世界50%以上的乙烯是以石脑油为原料的裂解装置生产的，丙烯的生产则主要依靠蒸汽裂解和催化裂化的副产，全球丙烯产量中70%来源于蒸汽裂解二8%来源于催化裂化和2%来源于丙烷脱氢等技术。在我国，催化裂化生产的丙烯占总产量的比例为39%左右，而蒸汽裂解生产的丙烯占总产量的比例约为61%。由于我国原油偏重，轻烃和石脑油资源贫乏，进一步发展蒸汽裂解将受到原料油供应的制约，这将严重影响我国乙烯、丙烯工业的发展。因此有必要加大开发重质油裂解制取低碳烯烃技术的力度和工业推广的进程，以满足国民经济的快速增长对低碳烯烃的需求。因此，有必要进行重质油催化裂解催化剂制取低碳烯烃评价方法的研究，获得与工业装置规律相接近的运行数据，建立能够反映催化剂以及重质油活性规律的评价方法，提高催化剂评价效率和评价准确度。为重质油裂解制取低碳烯烃催化剂以及工艺开发提供技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重油催化裂解制低碳烯烃催化剂性能评价方法。为实现上述目的，本发明提供的重油催化裂解制低碳烯烃催化剂性能评价方法，其特征在于将微球催化剂装入固定流化床反应器，反应器的反应温度在400 750°C，优选的反应温度在550 650°C ；经过原料预热箱预热的重油通过油泵经过重油汽化炉汽化后与来自水蒸气汽化炉的高温水蒸汽接触混合后通过催化剂床层；反应后的油气通过多级冷凝进行分离，气体经过净化后进入在线色谱进行分析，液体通过静置、封瓶送色谱分析组成；反应后采用氧气进行催化剂的再生，再生后的烟气通过二氧化碳转化炉转化为二氧化碳，进入二氧化碳红外分析仪进行二氧化碳浓度分析，由二氧化碳曲线得出催化剂上焦炭含量；固定流化床反应器自上至下由沉降段M、反应段N和分散段H组成；反应器的顶部设有法兰2，法兰2上设有加剂管1、热电偶套管3、原料油与流化气体管4以及反应油气导出管8，均通入至反应器内；沉降段M呈上小下大的正圆台状，高度与其上端直径的比值最好为1 10 1 ；反应段N和分散段H均呈上大下小的倒圆台状，两段形成一个倒圆锥形，即反应段的上端最大直径与沉降段下端直径相等，而其最小直径与分散段上端最大直径相等，反应段N高度与其上端直径的比值最好为1 10 1 ；反应段N中央设有强化分布板5，与器壁之间留有空隙，空隙的距离最好为强化分布板5直径的5 10%，强化分布板5的开孔率为60% 90% ；反应油与流化气体管4垂直地穿过法兰2和强化分布板5的中心，出口处设有喷嘴，位于反应段N与分散段H之间；伸入至反应器内的反应油气导出管入口处套有过滤器7，过滤器7固定在法兰上。本发明所用的固定流化床反应器中，强化分布板5上沿与反应器底部的垂直距离最好在分散段H底部上方10 20cm处，强化分布板5与反应器壁的距离为强化分布板5直径的5 10%，大于原料油与流化气体管4的下端离反应器底部的垂直距离，并且小于热电偶套管的下端离反应器底部的垂直距离，强化分布板5的厚度为2 12mm，并且强化分布板5固定在原料油与流化气体管4上。本发明所用的固定流化床反应器的顶部设置法兰2，法兰可以包括上、下法兰盘，以及位于上、下法兰盘之间的石墨密封垫片，其中，上法兰盘可以加工成一定直径的凹槽，凹槽内放置石墨密封垫片，通过石墨密封垫片使它与下法兰盘通过螺栓紧密地固定连接在一起。本发明所用的固定流化床反应器的加剂管1，热电偶套管3、反应油与流化气体管4以及反应油气导出管8均穿过并且固定于上法兰盘。热电偶套管3与反应器中心轴线平行，垂直插入反应器内部，其底端最好位于强化分布板5的上端，与强化分布板保持一定的距离，优选为2 10cm。本发明所用的固定流化床反应器的反应油气导出管8最好设置为2 4组，均勻分布在法兰上，每个过滤器7连接一个反应油气导出管8。过滤器7可以采用陶瓷或粉末冶金材料。本发明所述的评价方法，裂化气气体样品最好采用多维气相色谱法，如利用四个阀进行切换和五根柱子进行组分分离的方法，一次进样分析可将裂化气中的20个组分(C1,c5，C6+)的各种气态烃类，H2、o2、N2、co、o)2以及H2S安全分离，经两个热导检测器检测，记录色谱图并采用UOP 539标准提供的方法计算各组分的百分含量。本发明所述的评价方法，其中微球催化剂为采用喷雾成型方法制备。本发明所述的评价方法，其中的重油可以为蜡油，常压渣油或减压渣油。本发明所述的评价方法，其中再生后催化剂上焦炭含量C用公式(1)计算
权利要求
1.一种重油催化裂解制低碳烯烃催化剂性能评价方法，其特征在于将微球催化剂装入固定流化床反应器，反应器的反应温度在400 750°C ；经过原料预热箱预热的重油通过油泵经过重油汽化炉汽化后与来自水蒸气汽化炉的高温水蒸汽接触混合后通过催化剂床层；反应后的油气通过多级冷凝进行分离，气体经过净化后进入在线色谱进行分析，液体通过静置、封瓶送色谱分析组成；反应后采用氧气进行催化剂的再生，再生后的烟气通过二氧化碳转化炉转化为二氧化碳，进入二氧化碳红外分析仪进行二氧化碳浓度分析，由二氧化碳曲线得出催化剂上焦炭含量；固定流化床反应器自上至下由沉降段、反应段和分散段组成；反应器的顶部设有法兰O)，法兰(2)上设有加剂管(1)、热电偶套管(3)、原料油与流化气体管以及反应油气导出管(8)，均通入至反应器内；沉降段呈上小下大的正圆台状；反应段和分散段均呈上大下小的倒圆台状，两段形成一个倒圆锥形，即反应段的上端最大直径与沉降段下端直径相等，而其最小直径与分散段上端最大直径相等；反应段中央设有强化分布板(5)，与器壁之间留有空隙，空隙的距离最好为强化分布板(5)直径的5 10%，强化分布板(5)的开孔率为60% 90% ；反应油与流化气体管(4)垂直地穿过法兰(2)和强化分布板(5)的中心，出口处设有喷嘴，位于反应段与分散段之间；伸入至反应器内的反应油气导出管入口处套有过滤器(7)。
2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于固定流化床反应器的热电偶套管(3)与反应器中心轴线平行，垂直插入反应器内部，其底端位于强化分布板(5)的上端。
3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于固定流化床反应器的沉降段呈上小下大的正圆台状，高度与其上端直径的比值为1 10 1 ；反应段高度与其上端直径的比值为1 10 1。
4.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于固定流化床反应器的反应油气导出管(8)设置为2 4组，均勻分布在法兰上。
5.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于裂化气气体样品采用多维气相色谱法，一次分析可将裂化气中的气态烃类，H2, O2, N2, CO, CO2以及H2S分离，经两个热导检测器检测，记录色谱图并计算各组分的百分含量。
6.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于微球催化剂为采用喷雾成型方法制备。
7.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于重油为蜡油，常压渣油或减压渣油。
8.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于再生后催化剂上焦炭含量C用公式⑴计算
9.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于固定流化床反应器反应温度在550 650 "C。
10.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于原料预热箱的预热温度为80 1200C ；重油汽化炉温度为350 400°C ；水蒸气汽化炉温度为400 550°C。
全文摘要
一种重油催化裂解制低碳烯烃催化剂性能评价方法，其步骤如下A.将微球催化剂装入固定流化床反应器。B.重油在预热器中汽化后与高温水蒸汽接触混合后通过催化剂床层；C.反应后的油气在气液分离器中进行分离，气体经过净化后进入在线色谱进行分析，液体通过静置、封瓶送色谱分析组成。D.反应后采用氧气进行催化剂的再生，再生后的烟气通过二氧化碳转化炉转化为二氧化碳，进入二氧化碳红外分析仪进行二氧化碳浓度分析，由二氧化碳曲线得出催化剂上焦炭含量。使用本发明的评价方法，试验数据的重复性好，原料油温度控制准确，调节操作范围宽，可为重质油高温催化裂解制低碳烯烃的催化剂研发提供强大的技术支撑。
文档编号G01N21/17GK102565209SQ20101062074
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者侯凯军, 刘宏海, 娄来银, 孙雪芹, 张海涛, 张爱群, 樊江涛, 王智峰, 王林, 田爱珍, 顾国强, 马燕青, 高雄厚 申请人:中国石油天然气股份有限公司