C4途径（通用7篇）
C4途径 篇1
在现代烟草农业基地单元建设中,随着烟叶种植模式的变革和卷烟工业对烟叶等级纯度越来越高的要求,传统烟叶扎把分级与收购的模式已存在较多的问题,不能适应烟叶生产发展的需求。近年来,国内外相关业务人员对烟草收购等级进行了相关的实践和研究[1,2,3,4,5]。其中,C4F作为一个价廉物美、配伍性强、工业需求大的等级,在实际收购中就存在C4F收购等级合格率较低,而相邻X2F等级、B3F等级合格率较高的问题。主要表现在收购下部烟转中部烟阶段的C4F时出现混下部等级;为收购中部烟转上部烟阶段的C4F时出现混上部等级。因此,通过提高C4F等级合格率,带动提高相邻等级的合格率是一个比较可行的方法。笔者在此基础上总结分析了C4F收购过程中存在的问题,并提出相应的解决对策,旨在为今后收购工作的进一步推广提供实践经验。
1 C4F等级质量抽检情况
1.1 C4F等级质量抽查情况
2010年西昌市烟草分公司质量检查组在下部转中部烟收购阶段、中部转上部烟收购阶段,随机抽样检查了大兴烟点收购等级合格率(表1)。
根据2次随机抽查的结果分析,X2F和B3F的等级合格率相对较高,接近80%;但C4F的等级合格率相对较低,分别是62%、56%。9月8日抽检的烟叶,混入C4F的X2F把烟占28%,混入X2F的C4F把烟占14%。10月9日抽检的烟叶混入C4F的B3F把烟占24%,混入B3F的C4F把烟占16%。2个阶段主要互混等级均为C4F、X2F、B3F。
1.2 2011年C4F等级质量抽查情况
2011年西昌市烟草分公司在收购开始前,加强了预检队员培训。为排除2010年抽查数据的偶然性,在2010年邻近的2个收购时间段,2011年再次对大兴烟点的收购烟叶进行抽样检查(表2)。抽查发现,X2F和B3F的等级合格率仍相对较高,但C4F等级的合格率虽有一定提高,相对2个邻近等级仍较低,混部位、混级现象依集中在C4F、X2F、B3F 3个等级,距离85%收购等级合格率的要求仍有较大差距。
2 导致烤烟C4F收购等级不合格的原因
2.1 收购管理存在的问题
2.1.1 收购人员责任心不强。
烟点收购人员责任心不到位,未按照烤烟国家标准中等级品质规定与质量规律[1]来判定相应等级。而C4F与X2F品质因素相同,仅控制因素不同,收购人员没有认真把握是原因之一。
注:第1次抽检日期为9月8日,即收购下部烟转入收购中部烟第2天。第2次抽检日期10月9日,即收购中部烟转入收购上部烟第5天。其他表示水分超限烟叶1把。
2.1.2 预检初分工作开展不到位。
预检员队伍不稳定,业务技能素质参差不齐。每年到7月底才临时聘请当地威望高、对烟叶收购工作熟悉的人员担任预检员,聘请的人员大部分是常年种植户或村组干部,分级技能水平不一定高。由于烟农居住分散、山高路远等原因,不能实现有效的入户预检。转段收购期间不能正确判断中部和下二棚,导致预检烟叶质量不高,影响收购等级合格率。
注:第1次抽检日期9月10日,即转入收购中部烟叶的第4天。第2次抽检日期10月11日,即转入收购上部烟叶第7天。
2.1.3 收购人情烟、关系烟还不同程度存在。
收购人员难免对亲戚朋友等关系户有所照顾,把部分X2F和部分叶片柔软的B3F收进了C4F,人为造成等级之间互混,不同烟农之间同等级烟叶交售后的等级却不一样。
2.2 标准把握存在的问题
2.2.1 部位判定不准确。
收购人员对判定烟叶部位的方法掌握不到位。由于C4F与X2F着生部位比较靠近,且2个等级的品质因素相同,仅控制因素“残伤”有区别(X2F残伤为25%,C4F残伤为30%)。C4F着生于中部接近下二棚,X2F着生于下二棚接近中部,由于烟农田间种植水平不一致等原因,导致C4F与X2F在收购中不易把握,容易混级、混部位。
2.2.2 定级员对烤烟验收规则掌握不透彻。
验级员对验收规则掌握不准。在抽检中发现部分长度达不到35 cm的部分中部叶进入C4F,忽略了标准中有关条款的解释和验收规则规定“中部叶短于35 cm者在下部叶组定级[2]”这个控制因素。表1、表2中C4F里面混入的X3F就是此种情况产生的。
2.3 套价格收购烟叶
由表3可知,最近3年C4F与B3F的收购价格比较接近,但C4F价格又比B3F略高。部分收购人员为了方便,不按照规定执行,采取套价格的收购方式,人为造成C4F混入B3F。
3 提高C4F等级合格率的措施
3.1 加强收购人员培训和管理
3.1.1 强化责任意识。
在收购前,摸清临聘人员素质,选择对《烤烟》国标认识较深、把握较好、有责任心又有一定威望的人员担任预检和验级工作。烟农下炕后预检员及时指导分级扎把,烟点收购时合理兼顾工、农、商的利益,坚持对样收购,充分贯彻以质论价,优质优价[6],平等对待所有烟农,提高C4F等级合格率。
3.1.2 强化预检员培训。
预检员是与烟农最先接触的收购人员,强化培训预检员在转部位收购阶段认准部位,认准C4F、X2F、B3F的区别,反复学习《烤烟》国标理论、观摩实物仿制样品,对提高C4F等级合格率也有一定作用。
3.1.3 加强收购过程管理。
建立健全管理考核机制,严格检查、考核收购人员。收购期间,定期或不定期在烟农家中、验级场地、烟点库房等随机抽检,根据抽检结果考核收购人员。在转段收购时,与仓储管理中心密切联系,掌握收购点C4F、X2F、B3F入库合格率,及时纠偏扭错,坚持按《烤烟》国标品质因素规定,对照仿制样品收购。
3.1.4 普及烟叶妥善储运知识。
指导烟农分级扎把时,传授烟叶储存和运输相关知识。收购人员注意对水分的判断,坚决不收购变质烟叶、超水分烟叶,减少损失。
3.2 收购中正确把握C4F与相邻等级区别
3.2.1 识别烤烟各部位外观特征。
着生在中部叶接近下二棚的C4F,由表4得知,C4F和下部叶的显著区别是主支脉是半遮半露,而不是细小[3],叶尖处稍弯曲,叶尖部较钝,叶面略有皱缩感,叶片稍薄。着生于上部的B3F,叶脉较粗至粗,突出明显,叶形稍窄至窄,叶尖部较锐,叶面稍皱褶至平坦、叶片稍厚。着生于下二棚的X2F,叶脉较细,主支脉趋向细小,叶形较宽圆,叶面平坦,身份稍薄[7]。
3.2.2 品质因素及表现不同。
分析C4F与X2F、B3F品质因素发现:C4F与B3F叶片结构、身份、油分不同;C4F与X2F残伤允许度不同。由表5可知,C4F烟叶成熟,颜色尚均匀,不够饱满,视觉色彩反映一般,油性反映不太显露,长度≥35 cm,残伤≤30%;手摸感觉叶片稍薄,尚有油润感,韧性、弹性稍差,叶片疏松,皱缩感不强;该等级叶基部质量稍差或稍带平滑部分,不会表现出尖厚基薄。X2F叶片成熟,颜色橘黄、尚匀、不够饱满,视觉色彩反映一般,叶面油性反映不太显露,长度≥35 cm,残伤≤25%;手摸叶片基部薄,尖部厚,稍有松弛感,不同于疏松;尚有油润感及一定韧性和弹性。B3F叶片成熟,呈现有不明显的成熟斑和粒状物,颜色较深,带有少量杂色,叶形稍窄长;长度≥35 cm,残伤≤30%;手摸叶片稍厚,组织较密,有油润感,有韧性,弹性较好[8]。
4 结论
2012年,西昌市烟草分公司在大兴烟点收购下部转收中部烟叶阶段,收购中部烟转入收购上部烟阶段,选择与前2年收购进度接近的时间段,抽查大兴点的C4F等级合格率,发现C4F的等级合格率均在80%以上,虽未达到85%的收购等级合格率要求,但有较大幅度提高(表6)。
综上所述,通过加强收购人员培训和管理,强化了收购人员责任意识、质量意识。通过《烤烟》国标知识培训,验级人员和烟农从理论上掌握C4F、X2F、B3F的区别,再通过C4F、X2F、B3F的实物仿制样品加深印象。多次指导烟农,使烟农能准确判定部位,认真分级扎把;收购人员能准确判定C4F、X2F、B3F部位和各品质因素,按照《烤烟》国标对样收购。从预检员指导烟农分级扎把到烟叶进站交售,各环节、各阶段加强收购管理,认真把握C4F与相邻等级的区别,明显提高了C4F等级合格率[9]。
注:第1次抽检日期2012年9月15日,即转入收购中部烟叶第7天。第2次抽检日期2012年10月10日,即转入收购上部烟叶第5天。
参考文献
[1]王宾刚.烟叶专业化分级散叶收购模式探索——以陕西省烟草公司宝鸡市公司为例[J].宁夏农林科技,2012,53(7):136-137,140.
[2]王兆群,孙志礼,王曰生.烤烟散叶分级收购技术探讨[J].中国烟草科学,2008,29(4):51-53.
[3]李永辉,黄行灿.烟叶初分存在的问题与对策[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2009,35(10):21-23.
[4]郭斌,姜仕全.如何提高烟叶分级质量[J].云南农业,2010(1):54.
[5]巩效伟,段焰青,黄静文,等.烤烟主要化学成分与烟叶等级和醇化时问的相关性研究[J].江西农业大学学报,2010,32(1):31-34,50.
[6]闫克玉,赵献章.烟叶分级[M].北京:中国农业出版社,2003.
[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB2635-1992烤烟[S].1版.北京:中国标准出版社,1992.
[8]程占省.烟叶分级与收购[M].北京:中国华侨出版社,2003.
[9]陆星星.烟叶分级[M].昆明:云南大学出版社,2006.
C4途径 篇2
关键词：烤烟,C4F,等级合格率
烟叶分级是以人们眼观、手摸、鼻闻经验性感官判定。由于感知的个体差异, 对品质因素的认识客观上容易产生偏差, 从而影响对等级把握的准确性。而C4F在收购中比例较大, 一般占收购总量7~10%, 是收购当中较难掌握的一个等级。因此, 正确把握C4F的分级技术, 提高等级合格率, 对稳定烟叶收购等级质量具有重要的作用和意义。
1 烟叶收购中C4F等级常出现的问题
2010年烟叶收购期间, 下乡巡检烟叶收购等级质量, 小陶烟草站C4F等级合格率偏低, 具体见表1。
从表1可以看出, 小陶烟草站C4F等级平均合格率为63.3%, 7月份收购的C4F混下部烟叶比例较大, 9月份收购的C4F混上部烟叶比例较大, 各时期收购的烟叶都混有不同比例的杂色、青烟和光滑等烟叶。
1.1 混部位
烟叶收购时, 大多数地方是按部位收购, 即下部、中部、上部三个时间段进行, 在烟叶收购前期, 主要以收购下部烟叶为主时, 容易将下二棚烟叶混到C4F等级中;在烟叶收购中后期, 以收购中上部烟叶为主时, 一部分上二棚烟叶混到C4F等级中。
1.2 把内纯度不好
有的农户在初分扎把时, 抱着侥幸心理, C4F等级烟叶把内混有CX1K、B1K、C3V等非原级烟叶。
1.3 混副组现象
一些评级员会将挂灰、严重烤红等杂色烟叶, 硬片、疆硬的光滑叶及微带青等副组烟叶收购到C4F等级。
1.4 其它方面
由于C4L等级数量较少, 达不到一定的收购量, 在烟叶收购时, 许多评级员将C4L烟叶收购到C4F等级去。各时期收购的烟叶也不同程度存在超水分的现象。
2 原因分析
2.1 烟农初分水平不高或人为混等级
一些山区烟农, 文化水平较低, 思想固执保守, 对新技术较难吸收、采纳, 尤其一些烟区青壮年劳动力多出去务工, 烟叶分级主要靠在家的老人、妇女完成, 分级水平难以提高, 加上分级指导不到位, 容易出现混等级、混部位、混颜色、混副组等现象。还有个别烟农受利益驱动, 分级扎把时搞“小动作”, 掺杂使假, 影响了烟叶等级收购质量的提高。
2.2 评级员业务水平和思想观念因素
烟站收购人员素质不一, 在年龄结构上有的20多岁, 有的50多岁;学历方面有的是大学生, 有的是初中生。对C4F等级认识不到位, 观点不一, 造成一个等级在判断时有不同的“眼光”出现, 有的收购人员在收购烟叶时坚持按国家标准进行收购, 有的收购人员收购烟叶时凭老经验, 套价格收购等现象时有发生, 还有的评级员会收购人情烟、关系烟。因此, 在收购过程中就会出现等级不平稳, 包与包之间, 批次与批次之间, 站点与站点之间存在差异。
3 提高C4F烟叶等级合格率的途径
3.1 加强烟农培训, 提高初分水平
帮助烟农提高初分水平, 是提高烟叶把内纯度和等级质量的关键。烟农初分大多是老人、妇女, 分级水平较低, 加强对他们分级培训和现场指导尤为重要。培训要从烟农队伍实际出发, 针对各户烟农的不同特点, 因人制宜, 多种形式, 讲求实效。
1) 培训应简单直观。力求理论知识通俗化, 尽量采用现场实操培训, 一边讲解、一边操作, 提高烟农的学习兴趣和接受能力。
2) 要分类侧重培训。对接受能力较差和新种烟户, 重点培训跟踪, 多登门开“小灶”, 同时要有目的地重点培训好种烟户的主要分级骨干, 争取每户培养一名分级技术较好的人。
3) 提高烟农的思想认识。既要讲分级技术, 又要大力宣讲按国标分级, 提高等级纯度的重要意义, 把烟农引导到依靠准确分级提高效益的正确轨道上来, 激发按国标规范分级扎把自觉性, 主动革除掺杂使假行为。
3.2 加强评级人员培训, 提高职业道德和业务素质
凡评级人员必须经过培训和考核, 考核合格后方能持证上岗[1]。每年要动手制作烟叶样品一套, 提高对烟叶等级的认识, 缩小评级人员的眼光差距, 做到眼光相对平衡, 不同收购时期的烟叶等级平稳。建立烟叶收购质量责任制, 以收购烟叶等级合格率为主要考核指标, 根据分公司质量巡检和调出烟叶的质量检验情况进行评分, 奖优惩劣, 加大对违反烟叶收购制度的惩罚力度, 做到国标面前人人平等, 充分维护烟叶收购秩序。
3.3 正确区分部位
识别烟叶部位主要是从观察脉相、叶形、叶面、颜色及手感叶片等方面, 利用眼观、手摸、鼻闻的方法进行综合分析判断[2]。C4F烟叶一般着生于中部偏下部位。该部位烟叶主脉粗细适中, 遮盖至微露, 叶尖处稍弯曲, 主支脉夹角较大;叶形较宽, 叶尖较钝;叶面皱缩;颜色一般多呈现橘黄色, 少数为柠檬黄色, 叶面颜色不太均匀;手感叶片厚度较为均匀, 叶基部稍薄, 叶尖稍厚, 在水分适宜的情况下, 叶片柔软[3], 与其相邻部位的区别见表2。
注:表中数据为2010年永安烟草分公司收购检查记录。
注:表中资料摘自烤烟国家标准培训教材。
注:表中数据为2011年永安烟草分公司收购检查记录。
3.4 准确把握品质因素
C4F等级的品质因素, 成熟度为成熟;叶片结构为疏松;身份为稍薄;油分为稍有;色度为中等;长度为35cm;控制因素残伤为30%[3]。在实际收购中, C4F应掌握以下几个方面: (1) 中部叶偏下部位的烟叶, 身份一般叶基部稍薄、叶尖部中等, 油分以稍有为主, 叶面颜色不太均匀; (2) 中部调制不当的烟叶, 叶片的身份、油分等品质因素都接近C3F等级, 其叶基部常带有褐色, 但不超过20%; (3) 有些中部烟叶成熟度较高时, 烤后烟叶表现油分稍有、残伤较大 (不超过30%) , 这种烟叶在C4F定级较为适宜; (4) 综合判断方法是, 掰开烟把基部, 主支脉为半遮半露, 在叶基部三分之一以内的叶片常带有一些缺陷 (如稍带平滑、少量杂色等) , 手摸烟把, 皱缩感不强, 尚有油润感, 弹性稍差。
3.5 纠正C4F等级收购上的错误理解
1) 成熟度高的烟叶, 有焦尖焦边现象发生, 烤后烟叶常表现为油分稍有、叶面斑点较多, 在收购时有些评级员会将此类烟叶当杂色烟叶处理。作为这类烟叶, 只要残伤与破损相加之和不超过C4F等级规定的30%, 就还在C4F定级。
2) 中部杂色烟叶 (如挂灰、严重烤红等) , 有的油分较多, 在收购时有些评级员会将此类烟叶当好烟收购到C4F等级去。有些烟叶, 虽说油分较多, 色度较好, 如果杂色面积达到20%以上, 则要列入杂色组定级。
3) 中部光滑烟叶, 看上去很黄, 颜色鲜亮, 有些评级员会将此类烟叶当好烟收购到C4F等级去。光滑面积占全叶片20%以上即视为光滑叶不能列入正组定级。
4) 中部青筋和浮青烟叶, 有些评级员会将此类烟叶收购到C4F等级去。叶脉带青或叶片浮青的烟叶要按相应要求列入微带青组或青黄烟组收购。
5) 山地生长的烟叶, 一般水肥条件较差, 烤后烟叶比较短小, 在收购时有些评级员会将此类C3F等级烟叶收购到C4F等级去。
6) 基本色为正黄、淡黄的烟叶, 要列入柠檬黄组收购, 颜色介于橘黄和柠檬黄之间的烟叶, 则根据其它品质因素先定色后定级[3]。
3.6 加强水分管理
福建烟区在每年7~9月份收购季节, 常遇台风天气, 雨水较多, 空气湿度大, 烟叶保管不善容易造成水分超限。严重时会引起潮红、沤色、霉变等现象, 对烟叶品质造成影响。因此, 在收购时, 发现超水分烟叶一律不予收购 (农户拿回家重新处理后再收购) ;收购仓库要进行防潮处理 (地面铺垫防潮物如篷布、农膜等) , 入库烟叶要一边收购一边打包;调运时要做到先收购的烟叶先调运。从各个环节做好防范工作, 真正做到烟叶水分不超标。
4 取得的成效
通过以上一系列途径的实施, 2011年小陶烟草站收购的C4F等级合格率有了明显提高, 具体见表3。
由表3可以看出, 小陶烟草站收购的C4F等级平均合格率为77%, 较上年提高13.7个百分点, 混部位减少了6.3个百分点、混杂色减少了3.4个百分点, 混青、混光滑、混色组、超水分等现象也有所减少, 取得了一定成效。
5 小结
C4F等级在收购中占比例较大, 由于收购人员主观和客观方面的原因而造成的该等级合格率低、等级不平稳等问题出现, 应通过各种方法和措施提高C4F的等级纯度和等级合格率, 促进烟叶平稳收购。
参考文献
[1]李广才, 甄焕菊.烟叶分级技师教材[M].国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心, 中国烟草总公司职工技术培训中心, 2004:177.
[2]聂和平, 李锐.烤烟分级国家标准培训教材[M].北京:中国标准出版社, 2004.
混合C4催化裂化规律研究 篇3
据文献[1,2,3,1,2,3]报道,目前具有代表性的 C4,C5 烃催化裂化制乙烯和丙烯技术主要有德国 Lurgi 公司开发的 Propylur 工艺、KBR 公司开发的 Superflex 工艺、 KBR 公司和 ExxonMobil 公司共同开发的 Max-Olefin 工艺等。上述技术大都需要对原料进行预处理或者新建较大规模的装置,所需投资和操作费用较高,目前只完成中试试验,尚未见到工业化报道。中国石油大学(华东)开发的两段提升管催化裂化反应器[4,4]具有操作条件相对灵活且独立的特点,为混合 C4 的催化裂化提供了一个适宜的场所。基于此,笔者开发出混合 C4 在普通催化裂化条件下的回炼技术,该技术可在不影响或者提高轻质油收率的同时增产丙烯。笔者利用普通催化裂化平衡剂,在微型固定床装置上进行了混合 C4 的催化裂化规律研究,目的在于探索混合 C4 有效利用的新途径。
1实验部分
1.1 原料及催化剂
以胜华教学实验厂生产的醚化后混合 C4 为原料。采用美国 Varian 公司生产的 3800 C型气相色谱仪分析原料组成,结果见表 1。以胜利油田石油化工总厂生产的重油催化裂化平衡剂(活性组分为 Y 型分子筛)为催化剂,测得其微反活性为 55。
1.2实验方法
混合 C4 与水按一定比例混合后,进入固定床反应器。反应器中部装有一定量的催化剂,其他部分用石英砂填充(填充石英砂一方面是为了保证反应器内的流动接近于平推流,另一方面位于催化剂床层上部的石英砂还具有预热和将水汽化的作用)。反应生成的气体产物经冷凝后采用美国 Varian 公司生产的 3800 C 型气相色谱仪分析其组成。反应生成的液体产物以及焦炭量很少,在实验中不予考虑。
1.3相关计算
根据反应前后混合 C4 中正丁烯组成的变化情况,计算原料的转化率。相关计算公式为:
2结果与讨论
2.1反应温度对混合 C4转化的影响
在进水流量为0.12mL/min,混合 C4 流量为40mL/min的条件下,考察了反应温度对混合 C4 转化的影响,结果如图 1 和图 2 所示。
由图1可见,当反应温度低于 590℃ 时,随着反应温度的升高,原料中丁烯转化率迅速增加;但当反应温度高于 590℃ 时,随着反应温度的升高,丁烯转化率变化不明显,约为53%。这说明虽然混合 C4 催化裂化反应整体来说是吸热反应,但不能一味地通过提高反应温度来获得更高的转化率。
从产物分布来看,主要产物是丙烯和异丁烯,另外还有约 5.5%(质量分数)的 C≥5,以及少量的液体产物(由于生成量不多,实验时未收集),这说明丁烯转化生成丙烯是通过聚合-裂化反应进行的。文献[5,6,5,6]通过对混合 C4 反应类型的分析,认为异丁烯可能是由支化度较高的正碳离子发生裂化反应而生成。这在本实验条件下也是可能的,因为实验所用催化剂的活性组分主要是 Y 型分子筛,其具有较大的孔径和超笼[7],非常有利于支化度较高的双分子过渡态中间体的生成。另外,由图 2 可见,异丁烯收率比丙烯收率约高出 2 个百分点,这是因为原料中本身就含有约4%(质量分数)的异丁烯。据文献[8,9]报道,烯烃发生催化裂化反应生成的小分子烷烃大都是由其相对应的烯烃通过氢转移反应生成的,而氢转移反应是放热反应,高温不利于反应的进行,所以随着反应温度的升高,丁烷收率呈下降的趋势,但是丙烷收率基本不受反应温度的影响,这可能是因为丙烯的分子直径比异丁烯的小,在催化剂孔道内扩散受到的阻力小,所以生成的丙烯得到了保留,另外高温促进了 C≥5 的裂化,所以丙烯和异丁烯的选择性均随反应温度的升高而增加。
可见,由混合 C4 催化裂化生成丙烯和异丁烯主要来自丁烯的催化裂化。单从增加丙烯和异丁烯收率方面来说,温度越高越好,但是高温时装置能耗较大,且生成较多的干气和焦炭,综合考虑,反应温度控制在 560℃ 较为适宜。
2.2原料气体积空速对混合 C4转化的影响
在反应温度为 560℃,进水流量为 0.12mL/min 的条件下,考察了原料气体积空速对混合 C4 转化的影响,结果如图 3 和图 4 所示。
○—C≥5收率;●—丁烷收率;△—丁烯转化率;▲—丙烷收率;□—干气收率
○—异丁烯选择性;●—丙烯选择性;△—异丁烯收率;▲—丙烯收率
由图 3 和图 4 可见,当原料气体积空速从9.26min-1增加到 46.30min-1 时,丁烯转化率下降了约 20 个百分点,丙烯、异丁烯收率分别下降了约 2.5,0.5个百分点。原料气体积空速的增大意味着原料气与催化剂的接触时间变短,从而导致丁烯转化率急速下降,丙烯和异丁烯收率也随之下降,而丙烯和异丁烯选择性的增加主要是由丁烯转化率的急速下降所致。氢转移反应速率随原料空速的增大而降低[10],所以丁烷和丙烷的收率随之下降。从干气以及目的产物收率的变化趋势可以看出,原料空速的变化对催化反应的影响比对热裂化反应的影响显著。当原料气体积空速小于 27min-1 时,C≥5 的收率随空速的增大而增加,说明丁烯在 Y 型分子筛上很容易发生聚合反应,但若继续增大原料气体积空速,就会显著影响丁烯的转化,导致 C≥5 收率下降。
综上所述,混合 C4 在普通催化裂化平衡剂的作用下生产丙烯和异丁烯时宜选择较低的空速,即表明混合 C4 催化裂化需要较长的反应时间。当原料气体积空速为 18.52min-1时,能获得较理想的实验结果。
2.3水油比对混合 C4转化的影响
在反应温度为 560℃ 的条件下,考察了水油比[m(H2O)/m(C4),下同]对混合 C4 转化的影响,结果如图 5 和图 6 所示;同时还考察了水油比对 C≥5 收率的影响,结果见表 2。
当反应体系中没有水蒸气的参与时,烃分压较大,与催化剂的接触时间长,原料的裂化深度增加,分子间的氢转移反应也增加,所以丁烯转化率高,干气、烷烃收率高(见图 5);另外由于聚合反应是多分子反应,此时原料气浓度大,有利于该反应发生,所以 C≥5 收率较高(见表 2)。水分子是极性小分子,在反应过程中优先吸附于催化剂表面的酸中心,通入少量的水,催化剂的强酸量减少,酸密度降低,抑制了丁烯裂化反应以及烯烃氢转移反应的发生,因此丁烯转化率下降,丙烷、丁烷以及干气收率随之降低(见图 5),丙烯收率及选择性也降低,但是异丁烯的收率却是增加的(见图 6)。由于丁烯异构化反应所需活性中心的酸性较弱[11],所以猜测这部分增加的异丁烯可能是丁烯骨架异构反应的贡献。继续增加水的比例,对丁烯转化的影响变小(见图5),这说明水可能只与某种性质的酸性位有相互作用,比如强酸性位。
注:A,B 为 2 组平行实验。
总的来说,向反应体系中通入少量的水,能够抑制热裂化反应的发生以及焦炭的生成,有利于提高异丁烯的选择性、降低丙烯的选择性。综合考虑,水油比控制在3时比较适宜。
3结论
a. 醚化后的混合 C4 在普通催化裂化平衡剂作用下不仅可以生产一部分丙烯,而且可以副产异丁烯。
b. 醚化后混合 C4 催化裂化反应中,丁烯通过聚合-裂化的途径生成丙烯和异丁烯,该反应需要在较高的反应温度、较长的停留时间以及适宜的水油比下进行。
C4内筒损坏的检修体会 篇4
1 出现的问题
12日白班窑尾系统参数出现异常 (见表1) , 分解炉出口负压下降, 炉用煤量波动较大, 炉出口温度难控制, C1~C3出口负压升高, C5下料温度和烟室温度下降, 窑况变差。12日中班C4堵料, 在清堵过程中发现其锥部有内筒挂片, 打开人孔门检查发现C4内筒底座的浇注料部分脱落, 底座固定法兰钢板被烧毁, 挂片大面积脱落。
2 原因分析
1) C4内筒挂片材质为ZG35Cr25Ni20耐热钢, 已使用一年多, 在旋流风和高温作用下, 内筒变形严重, 部分挂片已变形, 脱离内筒整体结构, 只是还有挂钩在起作用, 挂片没有脱落。C4的分离效率下降, 使本该进入分解炉的一部分物料被带入C3内, 入炉的料量变少。导致分解炉出口负压变低, 出口温度升高, C1~C3出口负压增大。当C3内固气比太大时造成短路, 物料未经分解就从C5直接入窑, 导致C5下料温度和烟室温度下降, 窑况变差。
2) C4内筒底座浇注料的施工难度大, 质量难以保证, 且已过使用周期, 浇注料出现裂纹和蜂窝, 热烟气侵入浇注料内部引起锚固件烧蚀, 导致浇注料塌落。固定底座的法兰钢板 (Q235材质) 暴露在高温气体中被氧化, 使底座损毁, 导致用挂钩固定在底座上的挂片脱落。
3 清理检修
1) 清理C4堵料后, 将C4翻板阀关闭并用钢丝绳紧固, 在锥部外面搭建一个木平台, 便于预热器检修后的清理和窑内耐火砖、窑尾烟室等多处检修工作。在C4内搭置钢管架, 并在钢管架的平台装一个定滑轮将残留的挂片取出。
2) 在固定底座焊接厚16~20mm的钢板法兰后, 先将36块底座全部放到法兰上进行定位, 然后再进行气割吹出安装螺栓孔和焊接法兰加强筋的工作。此顺序很重要, 我们曾经有过一次没有事先把所有底座放好, 而是用一块底座作为模板, 一块接一块放置到位后按顺序吹孔, 结果到最后一块时位置不够宽无法安装, 造成返工。
3) 完成挂片安装并焊好锚固件后打浇注料。挂片底座上方的浇注料施工比较简单, 施工质量也易于控制。由于空间较小, 内筒挂片后面与法兰底座下面的浇注料施工有难度, 在焊锚固件时就不好操作, 在打浇注料时, 如果在法兰底座下部制作木模难度大, 可以焊钢模, 速度快且易于拆卸。浇注料施工前应当在旋风筒外部的蜗壳平台根据图纸的尺寸事先开孔, 将搅拌好的浇注料从外部灌入并振实, 如果底座下平面比蜗壳平台高, 浇注料不易灌入时, 机修要协助做好倒料口 (见图1) , 以确保浇注料施工的质量。
4 结束语
混合C4馏分综合利用技术进展 篇5
1 混合C4的来源及组成
目前,在大型石油化工企业中,混合C4的来源主要有两个:裂解制乙烯厂混合C4和炼油厂混合C4。
以100万t·a-1蒸汽裂解制乙烯装置为基准,C4馏分的总生成量约为25万t·a-1左右(视裂解原料“轻、重”而下、上波动)。裂解混合C4馏分在乙烯工厂经丁二烯抽提分离出丁二烯、经醚化制MTBE分离出异丁烯,进入下游综合利用途径(一般从综合利用途径所指的混合C4就是这一部分)。其主要组分组成见表1。
注:抽余C4是抽提丁二烯后的C4馏分;剩余C4是通过甲醇醚化提取异丁烯后的C4馏分
2 混合C4馏分综合利用工艺
2.1 混合C4作乙烯裂解原料
2.1.1 C4-轻烃共裂解制低碳烯烃
所谓共裂解,就是原料的混合裂解,如乙烷/丙烯、石脑油/乙烷的混合裂解等。烃类热裂解反应过程非常复杂,大多数学者研究认为,各种烃类的热裂解反应是按照自由基机理进行的。如果裂解反应的自由基机理成立,那么在理论上就可以做出这样的推论:当组分裂解时,一个易于裂解的烷烃分子分解成自由基后,可以促使另一个难裂解的组分加速分解。因此在同样的反应条件下,混合裂解就可能改善原料的选择性,从而提高乙烯收率。尤其当原料的裂解性能变差时,如果能够利用混合原料裂解各组分间的相互作用,即其协同效应来提高原料的选择性,获得较高的乙烯收率,这将是非常有意义的。
在馏分油与碳四共裂解过程中主要产生活性较强的自由基H·、·CH3、·C2H5,其中自由基H·的产生对生成乙烯促进作用最强,·CH3促进作用其次,·C2H5作用最弱。烯烃裂解过程中,·C2H5由于双键的存在,对H·自由基有萃取作用,生成活性较弱的大分子自由基,对乙烯的生产产生了强烈的抑制作用。而碳四中含有较多的烯烃(异丁烯,1-丁烯等),因此不适合作单独裂解料。
在C4裂解制烯烃的原料中,炼厂C4和MTBE剩余C4的烯烃含量较高,单独裂解后乙烯收率和三烯收率不高,液体收率较高,且结焦严重。加氢炼厂C4中异丁烷含量过高,单独裂解后三烯收率不高,也不适合单独作为裂解原料使用。针对这些C4原料的利用问题,应用现行工业操作条件,大庆化工研究中心将大庆石化公司的轻烃和石脑油分别与C4原料在小型蒸汽裂解装置USC-80U和SC-1上进行共裂解实验。通过对轻烃、石脑油-C4(炼厂C4、MTBE剩余C4、加氢炼厂C4、加氢MTBE剩余C4)在不同炉型(USC-80U、SC-1)中的共裂解试验,最终确定了馏分油(轻烃、石脑油)-C4在不同炉型中共裂解的适应性,获得了共裂解原料的最佳配比和工艺条件[1]。
兰州交通大学也进行了炼厂C4与轻烃共裂解的实验,结果表明炼厂C4与轻烃共裂解,乙烯、三烯收率都有较大的提高[2]。
2.1.2 C4加氢作蒸汽裂解原料
抽提出丁二烯和异丁烯的剩余C4加氢作为蒸气裂解制乙烯原料是C4综合利用的一条新途径[3]。这样,既解决了剩余C4的出路,又解决了乙烯装置的日益扩大引起的裂解原料不足的问题,同时对降低乙烯成本,提高石油化工装置的经济效益具有一定作用。目前,国内的一些科研机构,如中石化石油化工科学院、燕山石化研究院、齐鲁石化研究院和中石油大庆化工研究中心进行了C4加氢研究。中石化石油化工科学研究院(RIPP)针对使用贵金属加氢催化剂加氢存在的硫、砷导致催化剂中毒的问题,研制出非贵金属硫化型加氢催化剂,开发C4两段加氢工艺。先采用低温低活性加氢催化剂对二烯烃进行加氢,然后再采用高活性加氢催化剂对烯烃进行饱和反应,并进行了1500h催化剂活性稳定性考察。研究表明,在适宜的加氢饱和条件下,C4烯烃的加氢饱和率达到95%~100%,加氢C4烯烃体积分数不大于1.0%[4]。
2.2 C4烯烃转化生产丙烯[5,6]
丙烯是重要的石油化工基础原料之一,近年来,世界范围内对丙烯的需求逐年递增。2007~2010年,全球丙烯衍生物需求的年均增长率为5%,高于乙烯衍生物。我国丙烯供需矛盾突出。随着我国乙烯生产能力的不断扩大、原油加工能力的不断提高及新型能源化工的快速发展,急需为副产的大量C4烯烃寻找有效且附加值高的利用途径。而将大量过剩、廉价的C4烯烃催化转化生产丙烯,既能缓解丙烯供需矛盾,又能增加石化企业的经济效益,具有极为重要的意义。
2.2.1 C4烯烃催化裂解生产丙烯
依据反应器的结构,可将C4烯烃裂解制丙烯技术分为两类:一类是固定床工艺,主要有Lurgi公司的Propylur工艺、Atofina和UOP公司的OCP工艺、日本旭化成公司的Omega工艺及中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(简称上海石油化工研究院)开发的OCC工艺;另一类是流化床工艺,主要有Arco化学公司的Superflex工艺、Mobil公司的Mo I工艺。
(1)Propylur工艺。Lurgi公司的Propylur工艺是一种以不含双烯的烯烃(丁烯、戊烯、己烯)为原料最大量生产丙烯的固定床工艺。该工艺对原料中C4烯烃的含量没有要求。Propylur工艺采用的ZSM-5分子筛催化剂(硅铝摩尔比为10~200)是德国Siid-Chemie公司定制的,在约500℃、0.1~0.2MPa、空速1~3h-1、水蒸汽与烃的质量比0.5~3.0的条件下进行反应,轻烯烃的总转化率约为83%,丙烯单程质量收率为40%~45%。若未反应的丁烯循环使用,可使丙烯和乙烯的质量收率分别提高到60%和15%。
在完成9000h中试后,位于德国Worfingen地区的BP公司采用该工艺建成了一套工业化示范装置,已成功投入运转。
(2)OCP工艺。Atofina公司和UOP公司联合开发了OCP工艺。该工艺的特点是原料中不加稀释气、空速高,因而反应器的体积小,设备投资少。该工艺采用专用的ZSM-5分子筛催化剂,在500~600℃、0.1~0.5MPa、较高空速的反应条件下,原料在固定床反应器中和催化剂接触发生催化裂解反应,丙烯选择性及收率都较高。
(3)Omega工艺。日本旭化成公司成功开发出Omega工艺,该工艺类似OCP工艺。该工艺的特点是采用特制的ZSM-5分子筛催化剂,在温度530~600℃、压力0~0.5MPa、空速3~10h及没有稀释气存在的反应条件下,原料在可切换的固定床绝热反应器中发生催化裂解反应,获得较高的丙烯选择性和收率。以烯烃质量分数87%的抽余C4进料时,丙烯单程收率高达46.6%,丙烯与乙烯产量比接近4。反应器2~3d切换一次,失活催化剂原位再生。
旭化成公司采用自有的C4抽余液和来自炼厂FCC装置副产的C4馏分为原料,在日本水岛现有苯/甲苯/二甲苯(BTX)装置附近建成了丙烯生产能力为40~50kt·a-1的装置,已于2006年投产。新增丙烯主要提供给川崎地区的丙烯腈装置。
(4)OCC工艺。上海石油化工研究院开发了OCC工艺。该工艺采用具有独特择形性和酸性的ZSM-5分子筛催化剂,把C4及C4+烯烃选择性地转化为丙烯或乙烯。该工艺所用原料有较强的灵活性,催化剂有较强的适应性。存在的问题是烯烃在催化剂上结焦,影响催化剂性能,要定期烧焦再生。目前,该工艺已完成中试研究,正准备建设工业示范装置。另外,国内还有中国石油化工股份有限公司北京化工研究院及中国科学院大连化学物理研究所等单位也在从事C4烯烃催化裂解制丙烯技术的开发与研究。
(5)Superflex工艺。Superflex工艺是采用流化提升管式反应器将轻质烃转化为富含丙烯物流的一项新工艺,由Arco化学公司(现在的Lyondell公司)研发。
Superflex工艺采用与FCC反应器类似的流化提升管式反应器,特点是操作温度较高(约600~650℃)。高温操作不仅提高了原料中烯烃转化率,而且进料中的链烷烃和环烷烃也大量转化。流出物中未转化的烯烃、链烷烃和环烷烃还可全部返回至反应器(其他工艺由于温度较低而不可能进行该项操作),实现全循环操作。最终丙烯和乙烯总收率为50%~70%。
南非Sasol技术公司在2005年采用该工艺启动了一套250kt·a-1丙烯和150kt·a-1乙烯的生产装置。该装置的建设标志着Superflex工艺首次在全球工业化应用。中国石油吉林化学工业集团公司引进Superflex工艺建设200kt·a-1丙烯装置的合同已签字。
(6)MOI工艺。MOI工艺是Mobil公司在甲醇制汽油(MTG)工艺的基础上衍生而来的。该工艺以蒸汽裂解装置副产的C4烯烃为原料,也可采用轻质汽油作为原料。MOI工艺的技术关键是ZSM-5分子筛催化剂。ZSM-5分子筛独特的酸性和择形性可使烯烃通过低聚、裂化、歧化反应进行内部转化,且抑制了多环芳烃和焦炭的生成。若将MOI工艺用于FCC装置,可显著提高丙烯产量。用于一套1.5Mt·a-1的FCC装置时,每年可得到300kt丙烯;若用于一套600kt·a-1乙烯和350kt·a-1丙烯的蒸汽裂解装置,通过加工250kt·a-1混合C4烃和裂解汽油,可使乙烯和丙烯产量分别达687kt·a-1和515kt·a-1。
2.2.2 C4烯烃歧化生产丙烯
(1)OCT工艺。OCT工艺是ABB Lummus公司在Phillips石油公司开发的丙烯歧化制乙烯和丁烯技术的基础上开发的丙烯生产工艺。OCT工艺所用催化剂主要包括WO/Si O歧化催化剂及Mg O异构化催化剂。
当前,全球采用OCT工艺的丙烯生产量约为1Mt·a-1。目前,在Lyondell公司的乙烯装置、BASF公司和Fina公司合资的蒸汽裂解装置及我国上海赛科石油化工有限责任公司900kt·a-1乙烯装置上都使用该工艺增产丙烯。并且,在未来一段时间内,全球范围内尤其是亚洲地区,将有多套蒸汽裂解装置和FCC装置准备采用该工艺将乙烯和丁烯转化成丙烯。
(2)Meta-4工艺。法国石油研究院开发的Meta-4烯烃歧化工艺采用的催化剂是负载在Al2O3载体上的铼,由于铼有较高的催化活性,使丁烯与乙烯的歧化反应可在低温下进行。
从1988年4月到1990年9月,该工艺在位于中国台湾地区高雄的中油公司一套示范装置上运行8600h(包括5700h的寿命试验),催化剂再生76次,催化剂的物化性能稳定。
(3)BASF公司的C4烯烃歧化工艺。同Meta-4工艺一样,BASF公司的C4烯烃歧化工艺所采用的催化剂活性组分也使用铼,载体为Al2O3,其中铼氧化物的质量分数最好为8%~12%。该工艺中的异构化催化剂载体上负载有质量分数为0.1%~5%的Pb O和Pd。
目前,BASF公司在C4歧化制丙烯的基础上又开发出了C4歧化制丙烯和己烯的工艺,该工艺将丁烯和乙烯(乙烯与丁烯摩尔比0.05~0.6)歧化生成的乙烯、戊烯等副产物,经蒸馏后全部或部分循环回歧化反应器,并分离出所需的丙烯和己烯。
(4)南非Sasol公司的C4歧化工艺。南非Sasol公司的C4烯烃歧化工艺中反应器可采用循环流化床、固定床或固定流化床反应器,所用催化剂为钼、铼、钨的氧化物或其混合物,载体为Si O2、Al2O3、Ti O2、Zr O2或其混合物,以Si O2为优。过渡金属氧化物的质量分数最好控制在6%~20%,催化剂中可以含有磷酸盐、硼酸盐或Mg O助催化剂成分。优化的催化剂为Cs-P-WO/Si O,催化剂中添加P起到提高丙烯选择性的作用,Cs可促进1-丁烯异构化为2-丁烯。该催化剂在550℃、0.1MPa下催化纯1-丁烯歧化反应时,得到质量组成为8%乙烯、35%丙烯、20%C4、27%C4+的产物。
该工艺的原料来源广泛,除纯丁烯外,也可用费托合成的反应产物(包括1-丁烯、2-丁烯、乙烯、丙烯、戊烯和己烯等)作为原料,还可用石脑油蒸汽裂解及气体裂解的抽余液和石蜡脱氢产物。
(5)其他C4烯烃歧化工艺。UOP公司提出将MTO工艺和歧化工艺相结合的UOP工艺,主要将MTO反应物进行分离,丙烯直接作为产品,部分乙烯和丁烯又发生歧化反应生成丙烯。该歧化催化剂为钼、铼、钨、镍的氧化物或其混合物,载体为Si O2、Al2O3、Ti O2、Zr O2或其混合物,以Si O2为优。
在国内,上海石油化工研究院及中国科学院大连化学物理研究所在丁烯歧化增产丙烯方面开展了大量研究工作。
2.3 混合C4芳构化技术[7]
芳烃是产量和规模仅次于乙烯和丙烯的重要有机化工原料,其衍生物广泛用于生产化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化学品。目前,石油芳烃大规模的工业生产通过现代化的芳烃联合装置来实现。通常芳烃联合装置包括催化重整、裂解汽油加氢、芳烃转换、芳烃分离等装置。
据不完全统计,国内目前轻烃年产量7000~10000kt,到2020年可能达到20000kt。近几年来,随着石油资源的日益减少,将丰富廉价的轻烃,转变为高附加值的苯、甲苯、二甲苯(BTX)的研究已成为当今重要的研究课题和热点问题。轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺,用于生产芳烃或高辛烷值汽油的调和组分。
1983年,英国石油公司(BP)及UOP共同开发成功了Cyclar芳构化工艺,之后建立示范装置实现工业应用,标志着轻烃芳构化技术进入实用阶段。目前轻烃芳构化的主要成熟工艺技术如下:
(1)Cyclar工艺。1970年Csicsery首先提出了烷烃经脱氢环化聚合生成芳烃反应过程,其中采用Al2O3的负载型的Pt、Pd催化剂,在高于550℃反应温度下,烷烃可转化为芳烃,由于反应温度高,反应过程中裂解生成大量的甲烷和乙烷,因而芳烃的选择性很低,同时Pd、Pt为贵金属,造成该过程的经济性较差。因此,对以上的烷烃通过脱氢环化聚合生成芳烃过程的研究日趋减少。
ZSM-5分子筛成功合成后,由于其具有独特的结构和合适的酸性,在众多的催化反应中被应用,具有代表性的是ZSM-5上的轻烃芳构化反应。其中最具有代表性的轻烃芳构化工艺是由BP公司(提供催化剂)与UOP公司(提供CCR催化剂的再生技术)联合开发的Cyclar工艺。Cyclar工艺以液化石油气LPG(主要为轻质烷烃)为原料,催化剂为Ga改性的ZSM-5分子筛,其运转寿命为2年,采用连续再生的移动床工艺技术,反应器由4个竖直的径向绝热反应器组成,部分失活的催化剂从最下边的反应器进入再生器,再生后的催化剂再进入第一个反应器,反应后的产物进入分离系统。以混合的C3、C4为原料(各占50%),根据不同的目的可以采用高压和低压两种操作模式,高压模式可以增加反应速率降低催化剂和投资费用,但高压下裂化严重,降低了芳烃收率;而低压操作可以获得较高的芳烃收率,而文献中并没有报道压力范围的具体值。
以丙烷为原料时,芳烃收率为61%,芳烃中的苯含量较高;而以丁烷为原料时,芳烃收率增加到66%,芳烃中的二甲苯较高。1989年在苏格兰建立了第一套轻烃芳构化工业示范装置,并于1990年1月投产。无论是高压反应还是低压反应,也无论是丙烷还是丁烷为原料,生成的燃料气几乎占产物的30%(质量分数)左右,同时燃料气的主要成分为甲烷,降低了该工艺的经济性。此外,采用移动床工艺技术,使得投资费用和操作的复杂性增加。
(2)Alpha工艺。由日本Sanyo石油公司开发的Alpha工艺以富含烯烃的轻烃为原料,轻烃中的烯烃含量为30%~80%,催化剂为Zn改性的ZSM-5分子筛,操作温度在480℃以上,采用固定床反应工艺。当催化剂失活时,两个反应器之间可以切换。第一套工业装置建立于1993年,产物中的芳烃分布为:苯14%,甲苯44%,乙苯3%,二甲苯26%,C913%。
(3)M2-forming工艺。该工艺由Mobil公司开发,原料范围较宽,可以是裂解汽油、催化裂化的不饱和气体、催化裂化汽油或及焦化汽油等,以HZSM-5为催化剂,反应温度为425~575℃,具体值视原料而定,工艺过程采用一种循环式操作,迄今未见关于工业装置的报道。
(4)Aroforming工艺。Aroforming工艺由IFP和Salutec共同开发,反应原料不限于液化石油气,也可以是轻石脑油,催化剂采用金属氧化物改性的择形分子筛,采用多个等温固定床管式反应器,催化剂再生通过切换反应器来实现。该工艺以石脑油为原料时,芳烃收率为54.9%(其中苯12.2%,甲苯21.9%,C8芳烃12.5%,其他8.3%),C1~C2收率为27.4%,氢气2.9%,C3为14.8%。对于LPG的芳构化,产物与Cyclar工艺相近。
(5)国内关于轻烃芳构化的研究。国内对于低碳烃芳构化工艺的研究开发始于20世纪80年代初,华东化工学院的吴指南等人在1983年连续报道了金属改性的ZSM-5沸石用于轻烃芳构化的研究;山西煤化研究所筛选出具有良好芳构化性能的Ga/ZSM-5催化剂;抚顺石油学院分别以富含丁烯的C4馏分等为原料,在改性的HZSM-5沸石催化剂上进行了一系列芳构化反应。大连化物所也开展轻烃芳构化的研究工作。大连理工大学利用自主开发的工业化纳米ZSM-5沸石分子筛催化新材料研制出具有超强抗积炭失活能力的低碳烃芳构化制BTX芳烃的催化剂DLP-1及相配套的Nano-forming工艺。
Nano-forming工艺采用常压固定床反应器,反应温度为500~600℃。原料可采用混合碳四液化气、普通民用液化气、油田凝析油、重整拔头油、芳烃抽余油、裂解碳五和轻石脑油(终馏点在110℃以内)等,原料不用预精制直接进料反应,主产品为苯、甲苯和二甲苯,同时副产氢气和C9+重芳烃。首套Nano-forming工业化装置建于山东淄博,装置规模80kt·a-1,处理催化裂化(FCC)液化气和裂解碳五原料。
2.4 混合丁烯制异癸醇
目前我国增塑剂的原料醇品种只有丁醇、己醇及辛醇等分子量较小的低碳醇,其产品的耐高温性、耐老化性较差,且挥发性较高,易从PVC表面析出,在环境中累积,危害人类健康。异癸醇酯具有挥发性低、耐热性好,迁移性小等优点。异癸醇是生产高级增塑剂的主要原料[8]。
陶氏-戴维过程技术(DPT)公司最近的低压羰基化(LP Oxo)工艺技术采用NORMAXTM催化剂来生产异癸醇,它可用混合丁烯物流来制取。其他的异癸醇技术传统地采用三氢化磷基催化剂与单体级丁烯-1,与上述相比,这一创新技术可以有更大的原料灵活性、较高的转化效率和较高的处理能力。图1为异癸醇生产工艺路线。
该工艺对混合丁烯原料的要求:理想的混合丁烯原料有较高的正丁烯含量(70%~80%质量比),并且异丁烯含量较低,这可给异癸醇生产装置带来高产率和高转化率(>80%)。传统羰基合成用TPP催化剂体系只能转化丁烯-1,据陶氏/戴维公司介绍,如采用其新的NORMAXTM催化剂体系可同时转化丁烯-1和丁烯-2,原料的转化率可达最大化。
据介绍,陶氏-戴维公司可向客户提供在同一装置上生产辛醇和2-丙基庚醇的工艺,既可以两种产品进行切换生产,也可同时生产;根据原料和市场的需求,辛醇和2-丙基庚醇的产量可在0%~100%之间进行调节。采用LP Oxo工艺和NORMAX催化剂的专利技术,由混合烯烃生产2-丙基庚醇已经商业化验证。此外,该技术也已成功应用于改造现有辛醇装置来生产高质量2-丙基庚醇。陶氏-戴维公司已经对外转让了超过20万t·a-1(以戊醇量衡量)的2-丙基庚醇产能。
据称,陶氏/戴维低压羰基合成(LP Oxo)工艺采用的NORMAX催化剂为钴、铱或铑与三苯基膦配位基相结合的可溶性金属催化剂,并组合采用LPOxo SELECTOR技术[9]。
3 结语
随着催化裂化装置和乙烯工业的发展,C4产量将越来越大。开发高附加值产品,提高企业的经济效益,已成为各大公司的当务之急。将混合C4直接回炼增产丙烯、经芳构化制芳烃、加氢作裂解料及制异癸醇前景也都非常好。合理开发利用C4资源,对我国石化企业增强企业竞争力具有重要的意义。
参考文献
[1]王淑兰.炼厂碳四作为乙烯裂解原料的开发现状[J].化工中间体,2009(5):5-8.
[2]张甲.碳四-轻烃共裂解多产低碳烯烃研究[J].广东化工,2012,39(2):254-255.
[3]雷鸣,张全信.剩余碳四馏分全加氢制乙烯裂解原料的研究[J].石油化工,2003,32(S1):111-112.
[4]田鹏程,屈锦华,戴立顺等.C4烯烃加氢生产乙烯料的工艺研究[J].石化技术与应用,2004,22(5):334-336.
[5]张惠明.C4烯烃催化转化增产丙烯技术进展[J].石油化工,2008,37(6):637-642.
[6]戴伟,罗晴,王定博.烯烃转化生产丙烯的研究进展[J].石油化工,2008,37(5):425-432.
[7]廖宝星.轻烃芳构化生产芳烃技术进展[J].化学世界,2009(6):373-376.
[8]崔锡红,曾群英,李吉辉等.混合碳四中丁烯-1的分离技术及综合利用[J].精细石油化工进展,2010(11):33-37.
C4.5算法的改进及应用 篇6
1 C.45算法简介
作为数据挖掘决策树算法中最常用的算法, C4.5算法是经过对ID3进行改进而得到的算法, ID3是决策树的核心算法。在很多情况下, C4.5算法在决策树的建立上并不需要对决策树算法进行全部的掌握。决策树的建立或者生成是根据数据或者信息的属性分类条件, 将决策树的各个子节点作为各个数据或者信息的单一属性来建立, 最后连接全部树的节点, 这样就能形成一个基本的决策树。决策树算法针对企业客户信息生成的决策树见图1。
在构造决策树的过程中, ID3算法中的信息增益标准往往会造成一定的偏差, 尤其是在检验W具有很多输出值的时候, 会造成十分明显的偏差。而C4.5算法提出了将ID3算法中的信息增益标准替换为信息增益率标准, 能够有效避免在决策树构造时出现的偏差。
基于ID3算法, C4.5进行了如下改进:按照属性X的值将S样本集划分为子集i个, 而样本集Si的个数表示为S1, S2, …Si, |Si|。那么根据属性X提出一个新的参数, 见式:
从以上公式能够看出, 属性对于元组的分类能力可以很明显的在信息增益率中反映出来, 并且信息增益率根据属性值自身的分布状况, 对有用信息的比例进行了合理表述, 这里的有用信息是按照X属性来进行划分而产生的。
基于ID3算法的C4.5算法得到了很大程度的改进, 但是在对决策树进行构建的过程中, 必须按照顺序进行数据的多次扫描和排列, 这样该算法的效率就有所降低, 因此该算法适用于一些可以在内侧中驻留的数据集, 而不适用于训练集大到内存无法容纳的情况, 因为遇到这种情况其运行会自动停止。
ID3算法对于信息论中的互信息进行了引进, 也就是对信息增益进行了引进, 它将属性的预测能力度量用信息增益来表示, 然后对特征值与事例归类的能力进行判别。
C4.5算法选择属性的方法是依靠信息增益率, 有效避免了在进行属性选择时, ID3算法中信息增益对取值多的属性存在偏向的情况。不过C4.5算法并不能准确的预测新事例的分类, 因此它的准确率并不理想。为此对原有的算法进行了一定的改进, 比如推进技术的加入, 能够有效提升其分类算法的准确率。
2 C4.5算法的改进
针对学生成绩信息中数据挖掘的应用, 对C.45算法进行一种新的改进, 改进之后能够对选择属性过程中的计算量进行有效的简化, 从而提高了形成决策树的效率。其改进过程如下:
(1) 将设为整数, 在0<x<1以及0<y<1的情况下:
假设在C4.5算法中, 其属性具有两个值, p, q分别为两个值的个数, 则根据 (1) 步骤的算法得出:
根据上式可以设
则可以得出:
3 C4.5算法的应用
在此以大学生的英语成绩为具体案例, 着重探究C4.5算法对数据分析的应用。
3.1 数据准备
3.1.1 收集数据
对大学生英语成绩的数据来源于两个方面, 一方面是对教务平台收集的成绩, 一方面是对学生对英语课程的兴趣程度、学习效果、课外学习时间等等有关情况的调查, 共收集了4000多条数据记录。
3.1.2 数据整理
将收集的数据整理成一个表格, 以便之后对其进行数据分析。
3.2 数据更改
对英语感兴趣的程度指标划分为:3代表不感兴趣、2代表一般、1代表感兴趣;对学习效果的指标划分为:3代表不好、2代表一般、1代表好;对学习时间长短的划分为:0.3表示学习时间短、0.5表示学习时间一般、1表示学习时间长。整理数据后得到表1:
根据表1数据, 用改进后的C4.5算法分析, 可以形成决策树, 见图2:
决策树的转换过程为:If对英语学习的时间大于1小时, 并且对英语学习的兴趣很大, 那么学习的效果较好;If对英语学习的时间大于等于1小时, 并且对英语学习的兴趣很大, 则学习效果较好;If对英语学习的时间大于等于1小时, 并且对英语学习的兴趣一般, 则学习效果一般;If对英语学习的时间大于等于1小时, 并且对英语学习的兴趣很小, 那么学习的效果就较差;If对英语学习的时间小于1小时, 并且对英语学习的兴趣很大, 那么学习的效果一般;If对英语学习的时间小于1小时, 并且对英语学习的兴趣很小, 那么学习的效果就很差。
通过利用改进后的C4.5算法对大学生英语成绩数据进行分析, 可以看出, 应该在学生学习兴趣的培养以及学习的时间上来进行改进, 以有效促进学生成绩的提高。
4 结语
21世纪是现代化科学技术高速发展的时代, 海量信息不断涌现, 那么如何在这些信息中挖掘出有用的数据, 并找到数据之间的联系或者规律, 实现信息的有效分析, 就成为各行各业研究的热点。而数据挖掘技术就是在这种背景下出现、兴起并被广泛应用于多种领域。为此通过对数据挖掘技术算法中C4.5算法进行改进, 提高其对数据分析的效率。
参考文献
[1]王黎黎, 刘学军.决策树C4.5算法在成绩分析中的应用[J].河南工程学院学报 (自然科学版) , 2015 (01) .
一种改进的C4.5决策树算法 篇7
数据挖掘中决策树是解决分类问题的方法之一, 是一种归纳学习算法。通过一组属性值向量和相应的类, 采用归纳学习算法构造分类器和预测模型, 能够从一组无序和无规则的数据中生成决策树形式的分类规则。决策树基本不依赖于任何专业领域的知识, 所以在分类, 预测和规则提取等领域都被广泛的应用。70年代末, J.ROSS Quinlan提出了ID3算法后, 在机器学习和知识发现领域决策树算法都得到了进一步应用和发展。
ID3算法的核心是选择属性时, 用信息增益 (information gain) 作为选择属性的度量标准, 在测试每一个非叶子结点时, 能获得关于被测试记录最大的类别信息。虽然ID3算法具有算法清晰, 方法简单和学习能力较强的优点, 但是ID3算法不能处理连续的属性值, 并且依赖于训练数据集的质量, 只对数据集较小的情况有效, 训练数据集在逐渐变大时, 决策树可能会随之改变。由于ID3算法存在着许多需要改进的地方, 为此, J.ROSS.Quinlan于1993提出了C4.5算法, 对ID3算法进行了补充和改进。C4.5算法具有ID3算法优点的同时也改进和扩展了算法, 使其产生易于理解和准确率较高的分类规则。相比于ID3算法, C4.5算法用信息增益率来选择属性, 而不是ID3算法所用的信息增益;在ID3算法的基础上还增加了对连续属性的离散化、对不完整属性的处理能力和产生规则等功能。
2 C4.5算法
2.1 信息增益和信息增益率
设D是m个不同值的训练集有m个不同类Ci (i=1, 2, …, m) , 设Ci, d是元组的集合, D和Ci, d中的元组个数是|D|和|Ci, d|。
2.1.1 信息增益
ID3算法中选择具有最高信息增益的属性作为节点N的分裂属性, 使元组分类的信息量最小。期望信息为:
2.1.2 信息增益率
信息增益率用“分裂信息”值将信息增益规范化, 假设以属性A的值为基准对样本进行分割, 训练数据集D用分类信息Split InfoA作为初始信息量划分成对应于属性A的有v个输出的v个划分信息。定义如下:
C4.5算法选取信息增益比最高的属性为集合D的测试属性, 创建一个节点并为每个属性创建分支划分样本。
2.2 C4.5算法实现
假设用D代表当前样本集, 当前候选属性集用A表示, 则C4.5算法的流程图如图1所示。
3 C4.5算法的改进
3.1 C4.5算法改进原理
C4.5算法得到很好的应用, 但是还存在一些不足, C4.5算法因为要对数据集进行多次的扫描和排序所以算法的效率降低。根据信息量计算公式的特点, 改进划分函数的属性选择度量计算公式和连续属性处理方法, 简化信息量的计算复杂度, 提高C4.5算法的执行效率。
C4.5算法由于大量使用了对数函数进行熵值运算, 增加了计算机的运算时间, 降低了每一次属性选择时算法的运算效率, 所以为了解决这个问题, 引入泰勒中值定理和麦克劳林展开式, 对熵值中的对数运算进行变换, 优化熵值运算, 缩短其运算时间。
C4.5算法对每个分割点都要计算相应的熵值, 才能得到最优的分割点, 所以在选择最佳的属性分割点时效率较低。为了解决这个问题, 引入边界点定义和Fayyad定理。
Fayyad定理:连续属性X各个候选分割点对应的信息熵值的最小值一定在边界点Bp上取得。
由以上定理可知, 连续属性的最优分割点在计算时, 只需要通过比较属性值序列在边界点的最小信息熵值, 就可以计算出该属性的最大修正信息增益率, 减少了候补分割点, 因此可以大大提高了计算的效率。
3.2 实验及结果分析
使用Weka作为数据挖掘平台, 对改进C4.5算法与传统C4.5算法的分类性能进行比较。实验所需数据来自于UCI数据集中IRIS的样本实例。算法执行效率及分类正确率实验结果如图2、3所示。
随着样本实例数的增加, 改进算法的执行效率得到提高的同时分类的正确率也有一定的提升, 因此改进的C4.5算法缩短了数据分析的等待时间, 提高工作效率, 保障了分类正确率。
4 结束语
本文通过对决策树分类算法C4.5的分析, 在此基础上, 针对该算法所存在的不足之处, 改进了熵值的计算和连续属性最优分割点的计算, 并用实验验证, 得到较好的验证结果。
摘要：数据挖掘中基于决策树的C4.5算法是一种经典的分类算法, 该算法具有ID3算法的优点, 但是也存在缺点。针对原算法的不足, 改进算法简化了熵值的计算, 改进了连续属性的处理方法, 使C4.5算法在执行效率上得到很大提高的同时也保障了分类的正确率。
关键词：数据挖掘,决策树,C4.5算法,信息增益率
参考文献
[1]Quialan J R.hduetion ofdecision trees[M].Machine Learning, 1986, (1) :81-106.
[2]陈青山.决策树算法在高校教学质量评价系统中的应用研究[C].西南交通大学硕士论文, 2010.
[3]Quialan J R.C4.5:Programs for Machine Learning[M].New York:Morgan Kaufnan, 1993.
[4]黄爱辉.决策树C4.5算法的改进及应用[J].科学技术与工程.2009, 9 (1) :34-36.