5A分子筛吸附法分离石脑油中正构烷烃的工艺研究

5A分子筛吸附法分离石脑油中正构烷烃的工艺研究
作者:翟万军, Zhai Wanjun
作者单位:南京炼油厂有限责任公司,江苏,南京,210033
刊名:
化工时刊
英文刊名:CHEMICAL INDUSTRY TIMES
年,卷(期):2009,23(5)
被引用次数:0次
1.沈本贤.刘纪昌吸附富集的石脑油中正构烷烃裂解制烯烃经济效益分析[期刊论文]-当代石油石化 2007(10)
2.沈本贤.刘纪昌.陈晖石脑油的优化利用方法 2005
3.徐亚荣.张洪凯.徐新良5A分子筛对重整拔头油吸附分离工艺的研究[期刊论文]-化工科技 2008(03)
pt1004.Santi Kulprathipanjia Monomethly paraffin adsorptive separation process 2001
5.Santi Kulprathipanjia Adsorptive separation process for the purification of heavy normal paraffin with non-normal hydrocarbon pre-pulse stream 1991
6.Stephen W Sohn Adsorption separation process for recovery of two paraffin products 2002
7.瞿国华乙烯蒸汽裂解原料优化[期刊论文]-乙烯工业 2002(04)
1.会议论文陈兴銮.张文慧胜利石脑油液相吸附脱芳烃和裂解特性的研究1995
2.学位论文孙辉提高石脑油分子管理功能的高效吸附材料研究2009
基于分子管理的吸附分离工艺通过对石脑油中的同族分子实施定向分离,可极大地改善石脑油资源的配置状况。但是该工艺目前使用的有粘土粘结剂5A分子筛的吸附性能有待提高,吸附剂的装填量较多、吸附器尺寸较大,一定程度上限制了分子管理的吸附分离工艺优势的发挥。开发针对石脑油馏分中正构烷烃具有高吸附性能的5A分子筛吸附材料对提高石脑油分子管理功能、实现石脑油吸附分离过程及吸附材料成套工艺国产化具有重要意义。
中国米都
本文借助SEM和XRD等分析监控手段,通过引入有机添加剂对A型分子筛的晶化过程进行调控,合成得到了高性能无粘土粘结剂5A分子筛吸附材料。    对A型分子筛晶化过程的监控结果表明,PAM的加入使晶化诱导期延长、晶体生长速率降低、晶体稳定性增加、晶体尺寸增加且分布变窄,合成SA分子筛样品的吸附速率增加。与有粘土粘结剂5A分子筛相比,在优化的合成工艺条件下制备的无粘土粘结剂5A分子筛吸附材料的晶体纯度更高、比表面积更大、静态吸附容量更高、吸附速率更快、结焦倾向更低,机械强度达到25 N左右。
在固定床吸附器上对比评价了有/无粘土粘结剂5A分子筛吸附材料对石脑油的分子管理效果。结果表明,在吸附温度300℃、石脑油进料空速90 h-1、N2脱附30 min的条件下,分别使用无粘土粘结剂和有粘土粘结剂5A分子筛吸附材料,床层穿透前,吸余油中正构烷烃含量分别为0.80%和0.90%,脱附率分别为85.3%和72.2%,脱附油中正构烷烃含量分别为89.3%和90.5%。无粘土粘结剂分子筛床层的动态吸附容量比有粘土粘结剂分子筛高
34.5%,在相同的处理量要求下,无粘土粘结剂分子筛的装填量可降低25%左右。使用无粘土粘结剂5A分子筛吸附材料,以重整氢气为脱附剂,吸附分离吸余油的研究法辛烷值较原料石脑油提高了32.77个单位,芳烃潜含量较原料石脑油提高了约9.5个百分点。脱附油的乙烯收率和三烯总收率分别比原料石脑油提高约12.7个百分点和约11.1个百分点。无粘土粘结剂5A分子筛吸附材料对石脑油的分子管理功能优于有粘土粘结剂分子筛。
对石脑油中所含主要正构烷烃在无粘土粘结剂5A分子筛上的吸附平衡和动力学特性进行了研究。结果表明,对于无粘土粘结剂分子筛,吸附位覆盖率为0.01时的吸附热从n-C5的53.19 kJ/mol增加到n-C8的72.34 kJ/mol。该吸附热大于相应正构烷烃在有粘土粘结剂5A分子筛上的吸附热。正构烷烃在无粘土粘结剂5A分子筛上的吸附扩散时间常数大于有粘土粘结剂分子筛。粘土粘结剂的加入明显增加了正构烷烃分子在5A分子筛上的扩散阻力。n-
C5~n-C8从无粘土粘结剂5A分子筛上热脱附时均存在分别位于450 K以前、450~750 K和750 K以上的3个脱附相。对应于第II脱附相的脱附活化能从n-Cs的19.88 kJ/mol增加到n-C8的24.55 kJ/mol。
此外,本文还对无粘土粘结剂5A分子筛的结焦失活和氧化再生性能进行了研究。结果表明,5A分子筛结焦失活后,比表面积和孔容减小,平均孔径增加,其原因是焦炭化合物占据了部分吸附位同时堵塞了部分分子筛孔道。失活无粘土粘结剂5A分子筛于787 K的温度条件下氧化再生后,分子筛上的焦炭能够被完全脱除,吸附活性能够完全恢复。
3.期刊论文沈本贤.刘纪昌.Shen Benxian.Liu Jichang吸附富集的石脑油中正构烷烃裂解制烯烃经济效益分析-当代石油石化2007,15(10)
为了集成优化利用石脑油资源,使乙烯裂解和催化重整工艺得到合理的原料调配,运用5A分子筛吸附分离技术将石脑油中的正构烷烃分离.富含非正构烃的吸余油作为优质催化重整原料或高辛烷值汽油调挂网喷浆
合组分,富含正构烷烃的脱附油作为优质蒸汽裂解制乙烯原料.在工业典型操作条件下,与以石脑油为原料的乙烯裂解工艺相比,气体收率由84.3%增加到90.8%,乙烯收率增加11~14个百分点,三烯总收率增加8~10个百分点.以90万吨/年乙烯装置为例进行了以吸附分离脱附油和石脑油共同作为裂解原料的石脑油部分吸附分离加工方案的经济效益分析.
4.会议论文沈本贤.刘纪昌吸附富集的石脑油中正构烷烃裂解制烯烃效果研究
为了集成优化利用石脑油资源,使乙烯裂解和催化重整工艺得到合理的原料调配,运用5A分子筛吸附分离技术将石脑油中的正构烷烃分离.不含正构烷烃的吸余油作为优质催化重整原料,正构烷烃的浓度大于98.2﹪的脱附油作为优质乙烯裂解原料,在工业典型操作条件下,与以石脑油为原料的乙烯裂解工艺相比,气体收率由84.3﹪增加到90.8﹪,乙烯收率增加11~14个百分点,三烯总收率增加8~10个百分点.
5.学位论文李敬岩吸附法脱除石脑油中有机氯化物的研究2009
针对许多炼油厂石脑油中氯化物超标现象,进行了吸附法脱除氯化物的研究。选择不同形状的活性炭作为吸附剂,用不同浓度的双氧水、硝酸和硝酸盐对其进行氧化改性,用低温氮气物理吸附、红外光谱、程序升温脱附和Boehm酸碱滴定等手段对改性活性炭进行表征,结果表明:与未改性活性炭相比,5%H2O2处理的颗粒和柱状活性炭比表面积、孔容大幅度增加,孔径减小。30%H2O2处理的活
性炭的比表面积、孔容呈现减小趋势、但微孔孔径增大。同时发现,颗粒活性炭的比表面积大约是柱状活性炭比表面积的两倍。孔容也比柱状活性炭要略大些。但其微孔孔径比柱状活性炭的小。经改性后活
颗粒活性炭比表面积、孔容减小,孔径没有明显变化。50%硝酸改性活性炭的比表面积、孔容有大幅度减小,孔径变大。经金属氧化物改性的柱状活性炭没有H2O2和硝酸氧化改性引入的官能团多。高温密封材料
在自制的固定床吸附脱氯装置上,对改性活性炭进行石脑油中氯化物的吸附脱除性能考察,使用微库仑仪分析产物氯含量,将实验结果同活性炭的比表面积或孔容、孔径分布、表面化学性质等进行关联,结果表明:比表面积或孔容、孔径分布、表面化学性质对活性炭的吸附脱氯性能有不同程度的影响。高的比表面积和孔容有利于有机氯化物的脱除;对活性炭进行适当的表面改性可以在表面大量引入酸性官能团(羧基、内酯基、酚羟基),酸性明显提高,在一定程度上提高活性炭的吸附性能。经研究筛选出5%双氧水改性柱状活性炭、5%双氧水改性颗粒活性炭、10%硝酸改性颗粒活性炭为较好的脱氯剂。通过脱氯实验发现:最佳空速为3h-1,温度的提高可以显著增加改性活性炭的吸附性能,在350℃下脱除率最高可达到97.9%。剧烈的氧化改性作用虽然能引入更多的酸性官能团,但对活性炭微孔结构破坏严重导致物理吸附容量降低,其综合的吸附效果未有显著提高。
6.期刊论文崔德春.姚志龙.Cui Dechun.Yao Zhilong用吸附分离技术优化石脑油原料质量的探索-乙烯工业
2006,18(3)库仑定律
石脑油作为蒸汽裂解工艺的主要原料,其性质直接影响裂解主要产品收率和裂解炉操作周期.石脑油中不同烃类组成的裂解性能存在较大差异.探索试验结果表明:采用吸附分离技术可以做到正构、非正构烷烃的分离,从而优化蒸汽裂解制乙烯和催化重整装置的原料,但需要有足够的石脑油资源和催化重整工艺装置生产能力.
7.学位论文杨云液相吸附法分离石脑油中直链烷烃与环烷烃、芳烃2009
palm m500本文对采用液相吸附法分离石脑油中直链烷烃与环烷烃、芳烃进行了实验研究,开发了适用于液相吸附分离石脑油的专用吸附剂,并针对液相吸附的特点,对适用于工业化应用的工艺流程及相关技术参数进行了试验评价。实验结果表明,采用液相吸附法可使石脑油分离成为富含直链烷烃(正异构烷烃含量≥80%)和富含芳烃及环烷烃(环烷烃、芳烃含量≥70%)的两股物流,使其分别成为高效的乙烯裂解料和芳烃重整料,以满足炼化一体企业不同装置的使用。
通过采用多种实验比较吸附剂使用前后的物性指标,以表征吸附剂的适用范围和使用寿命,结果表明吸附剂的处理能力偏低,但在所采用的吸附剂再生条件下,吸附剂性能稳定,使用寿命满足工业化使用要求。
8.会议论文刘纪昌.沈本贤正构烷烃多组分在固定床吸附器上的吸附行为研究
为了集成优化利用石脑油资源,使乙烯裂解和催化重整工艺得到合理的原料调配,运用5A分子筛吸附分离技术将石脑油中的正构烷烃分离.石脑油中正构烷烃的吸附分离效率大于99.9﹪,脱附油中正构烷烃的浓度大于98.2﹪.本文考察了正构烷烃多组分在固定床吸附器上的吸附行为,表明吸附床层温度在220~330℃、进料空速在0.1~0.6h-1时,吸附温度越低、空速越小,分子筛床层对正构烷烃的穿透吸附容量越大,吸附传质段越小.不同碳数正构烷烃的吸附能力随碳数的增加而增强,长碳链正构烷烃对短碳链正构烷烃有显著的置换脱附作用.
9.期刊论文周春.蒋决根.Zhou Chun.Jiang Juegen轻石脑油中正构烷烃的脱除-金山油化纤2006,25(2)
在常温常压下对轻石脑油进行液相吸附试验,结果表明:脱除正构烷烃后轻石脑油的辛烷值(RON)可以从83.1提高到85.3,脱出的正构烷烃组分其裂解制乙烯的收率比轻石脑油原料提高约42%.
10.学位论文刘纪昌基于分子管理的石脑油资源优化利用研究2007
本文基于分子管理的理念,将上海石化(SPC)石脑油、安庆(AQ)加氢焦化石脑油和阿克苏(AKS)凝析油通过5A分子筛固定床吸附分离(MSFA)工艺实施同族分子定向分离,分割成富含正构烷烃的脱附油和富含非正构烃的吸余油,实现了裂解乙烯和重整芳烃收率的双目标优化,提升了石脑油在制取乙烯、芳烃和高辛烷值汽油过程中的利用效率,实现了石脑油资源分子水平上宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油的目标。
采用MSL模型,将n-C40~n-C100单组分在5A分子筛上的吸附平衡数据模型化,并改进混合气体的理想吸附溶液理论,建立了适用于正构烷烃-5A分子筛系统的多元混合气体吸附模型IIAS模型,可以预测不同温度压力下n-C40~n-C100混合气体的吸附热力学,给出了石脑油中n-C40~n-C100在5A分子筛上的总平衡吸附量和各组分吸附量,以及温度压力对吸附量的影响,从热力学角度揭示了不同碳数正构烷烃之间相互作用。吸附分离小试研究表明
,5A分子筛对不同碳数正构烷烃的吸附能力随碳数的增加而增强,长碳链正构烷烃对短碳链正构烷烃有显著的置换脱附作用,与IIAS模型预测结论一致。低温下5A分子筛对正构烷烃的吸附容量较大。在220℃的吸附温度下,空速越小,床层穿透时的油筛比越大,吸附传质段越小。在脱附完全的分子筛床层中对SPC石脑油进行吸附分离,吸余油中正构烷烃的含量小于0.01﹪;采用切割中间油工艺,脱附油中正构烷烃含量可以达到98﹪左右。
蒸汽裂解制乙烯小试研究表明正构烷烃是最优的裂解原料,裂解烯烃收率随裂解原料中正构烷烃浓度增加而提高,但当正构烷烃浓度超过90﹪时
,裂解烯烃收率随正构烷烃浓度增加的趋势变缓。本文考察了模型化合物的蒸汽裂解制乙烯性能,以模型化合物的裂解烯烃收率作为权值参数初始值
,以石脑油原料组成及其裂解烯烃收率试验数据采用L-M算法对神经网络模型进行训练,建立的BP神
经网络模型可以预测石脑油的裂解烯烃收率,判断不同石脑油裂解原料的相对优劣,为指导裂解装置操作、石脑油原料选择和裂解装置绩效评价提供参考。
对于SPC石脑油,优化的MSFA工艺条件为操作温度300℃,石脑油进料空速80h-1,进料时间25min,氮气以50h-1空速吹扫脱附25min。通过该工艺生产正构烷烃含量90﹪左右的MSFA脱附油,MSFA吸余油中正构烷烃含量为4﹪左右。与SPC石脑油、AQ加氢焦化石脑油和AKS凝析油相比,其MSFA脱附油的裂解乙烯收率分别增加11.2个百分点、11.1个百分点和6.5个百分点。MSFA吸余油的芳烃潜含量分别提高11.1个百分点、14.3个百分点和12.9个百分点
;MSFA吸余油的模拟计算研究法辛烷值分别提高约23个单位、30个单位和27个单位,达到85~90。通过将石脑油中的正、异构烃分离,富含正构烷烃的MSFA脱附油作为蒸汽裂解制乙烯原料,富含非正构烃的MSFA吸余油作为催化重整原料或高辛烷值清洁汽油调和组分,可以显著提高石脑油的综合利用价值。
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