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本文利用小型固定流化床实验装置,考察了加拿大HAGO、HVGO、HVGO加氢油三种合成原油瓦斯油在CPP工艺催化剂CEP-1上的裂解性能和反应规律,并建立了HVGO加氢油催化裂解的集总动力学模型。
结果表明,HAGO的裂解性能优于HVGO和HVGO加氢油;反应温度、剂油比、水油比和油气停留时间均对原料催化裂解产物分布有不同程度的影响,其中反应温度的影响最大,随反应温度升高,乙烯产率单调增加,丙烯和总烯烃收率均存在最大值。实验最终确定了原料油在小型固定流化床上催化裂解的最佳操作条件:HAGO反应温度660℃,剂油比14~18;HVGO反应温度640℃,剂油比13左右;两种原料油停留时间2.2~3.0s较为合适;实验考察范围内,水油比越大烯烃收率越大。
接着,研究了原料烃类组成与主要目的产物收率的关系;定义了催化裂解反应深度函数,建立了裂解产物产率与催化裂解反应深度函数和原料性质之间的关联模型,发现随催化裂解反应深度函数增加,乙烯收率持续增加,而丙烯和总烯烃收率出现最大值;利用此模型可以较好地对产品产率进行预测。
建立了加拿大HVGO加氢油催化裂解五集总动力学模型,确定了相应的反应网络和基于催化剂积碳率的催化剂失活模型,并求取了动力学参数;利用模型计算出的主要目的产物的收率和实验值吻合较好,并可以利用该模型对集总收率与反应温度和停留时间的关系进行较好的预测。