3-甲基庚烷热裂化和催化裂化甲烷生成机理.pdf

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1、石油学报(石油加工)2015年8月ACTAPETROLEISINICA(PETROLEUMPROCESSINGSECTION)第31卷第4期文章编号：1001-8719(2015)04—0853—083一甲基庚烷热裂化和催化裂化甲烷生成机理李福超，袁起民，王亚敏，张久顺(中国石化石油化工科学研究院，北京100083)摘要：采用脉冲微反装置，在反应温度为55O～650~C，低转化率(小于15)下，采用石英砂和ZRP分子筛研究了3一甲基庚烷的热裂化和催化裂化反应，分析了甲烷的生成机理。结果表明，3一甲基庚烷热裂化主要产物是乙烯、丙烯和丁烯；在链传递阶段，甲基自由基夺氢生成甲烷

2、的链循环反应路径有7条；与叔碳原子相连的C—H键和C—C键具有较高的反应活性，对甲烷选择性的贡献超过8O。3一甲基庚烷在ZRP分子筛催化下主要发生质子化裂化反应，C～c烷烃收率相对较高，甲烷由质子化裂化反应生成。对比热裂化与质子化裂化反应对甲烷的贡献可知，当反应温度低于600"C时，甲烷主要由质子化裂化反应生成；当反应温度高于650~C时，甲烷主要由热裂化反应生成。关键词：3一甲基庚烷；催化裂化；热裂化；甲烷；反应路径中图分类号：TE624．4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—8719．2015．04．004MechanismofMethane

3、FormationinThermalandCatalyticCrackingof3-MethylheptaneLIFuehao，YUANQimin，WANGYamin，ZHANGJiushun(ResearchInstituteofPetroleumProcessing，SINOPEC，Beijing100083，China)Abstract：Thethermalandcatalyticcrackingreactionsof3-methylheptanewerecarriedoutat550—650℃withlOWconversions(<15)inapulsemicro

4、—reactoroverquartzandZRPzeolite．Reactionmechanismofmethaneformationwasanalyzed．Theresultsshowedthatethylene，propyleneandbutylenewereprimaryproductsinthermalcrackingof3-mehylheptane．Sevenreactionpathways，inwhichmethy1radicalextractedHfromC—Hbond，contributedtomethaneformationduringchainprop

5、agation．TheC—HbondandC—Cbondsattachedtothetertiarycarbonshowedhigherreactivityandaccountedformorethan80ofmethaneselectivityduringthe!rmalcracking．ProtolyticcrackingwaspredominantwithrelativelyremarkableyieldofC1一C4linearalkanesincatalyticcrackingof3-methylheptaneoverZRPzeolite．Methanewasp

6、roducedbyorotolyticcracking．Fromthecomparisonofthecontributionstomethaneformationofthermalandprotolytiecrackingpathways，itisrevealedthatmethanewasmainlyformedbyprotolyticcrackingbelow600℃，whilethermalcrackingdominatedtheyieldandselectivityformethanewhenreactiontemperaturewashigherthan650~

7、C．Keywords：3-methylheptane；catalyticcracking；thermalcracking；methane；reactionpathways乙烯和丙烯是重要的有机化工原料。据分析预均增长速率分别为4．3和4．4。目前，管式炉蒸测，2012-2016年，全球乙烯和丙烯需求量的年汽裂解是生产乙烯和丙烯的传统方法。然而，受烃收稿日期：2014-04—23基金项目：国家科技支撑计划项目(2012BAE05B01)资助第一作者：李福超，男，硕士研究生，从事催化裂化的基础研究通讯联系人：袁起民，男，高级工程师