催化裂化轻、重循环油的分子结构组成及加工利用

From the standpoint of molecular refining orientation, this project will start from thorough understanding of molecular structure, building block and structural characteristic of light and heavy cycle oil from catalytic cracking. After revealing fluid catalytic cracking and hydrogenation reaction behaviors of building blocks in the light and heavy cycle oil molecule, the relationship between conversion of the different blocks(before and after hydro-upgrading) and structure-performance of catalyst will be cognized. As a result, selective hydrogenation of the aromatic rings to realize “molecular reforming” and the naphthenic rings to realize “shape-selective cracking” will be developed emphatically. Based on above research, aimed at breaking through the limitation of improving light and heavy cycle oil processing by fluid catalytic cracking solely, a novel synergistic process of fluid catalytic cracking and hydrogenation will be established and the key chemical reaction engineering issues of the process will be illustrated, which will provide a new technological approach for China to shift processing mode from deep conversion to high selectivity.

本项目以分子炼油为导向出发，对催化裂化轻、重循环油的分子组成、结构单元和性质进行深入认识，揭示轻、重循环油分子结构在加氢改质及催化裂化反应过程中的转化规律，阐明改质前后差异性分子结构选择性转化与催化剂构效之间的关系，重点发展轻、重循环油多环芳烃分子中芳香环系选择性加氢饱和方法和加氢后带有环烷结构烃分子的选择性催化裂化方法，实现增产轻质芳烃、高辛烷值汽油及航空煤油等高附加值产品的目标。综合集成上述方面的研究，突破单一采用催化裂化工艺加工轻、重循环油模式的局限性，构建新型的催化裂化与加氢改质协同组合工艺，解决新工艺过程中相关的化学反应工程关键问题，为我国实现炼油工艺发展由高转化率向高选择性的转变提供新的技术途径。

提高重油轻质化水平，转变炼油结构是国民经济发展的重大需求，是目前我国炼厂面临的主要问题之一。催化裂化是我国重油轻质化的主要手段，FCC循环油中含有大量芳烃在催化加工过程中倾向于发生脱氢缩合反应，是限制重油轻质化的关键难题。针对该问题本项目以分子炼油为导向，充分认知了FCC轻、重循环油的分子组成、结构单元和性质，揭示了轻、重循环油分子结构在加氢改质及催化裂化反应过程中的转化规律，明确了轻、重循环油分子结构单元转化与反应深度之间的内在关联性，得到了轻、重循环油高效加工利用的方法。相比于轻、重循环油直接催化裂化，本方法轻循环油(LCO)转化率从48 wt%提高到约69 wt%，汽油收率提高了18 wt%，焦炭和干气收率大幅降低。汽油馏分辛烷值RON达到97以上，是优质的商品汽油调和组分；重循环油(HCO)的催化裂化转化率提高了约30 wt%，轻质油收率增长了约28 wt%，同时重油收率不足10 wt%，焦炭收率仅为6.6 wt%。研究发现，加氢轻循环油催化裂化三苯收率最高可接近30 wt%而加氢重循环油三苯收率达20 wt%以上。LCO中试结果表明，组合工艺能够实现重油原料中碳氢元素的优化分配，达到高效利用重油资源的目的。本研究突破单一采用催化裂化工艺加工循环油的局限性，解决了新工艺化学反应工程关键问题，为我国实现炼油工艺发展由高转化率向高选择性的转变提供新的技术途径。