轻汽油催化裂解生产丙烯催化剂的研究

采用HZSM-5和改性的HZSM-5催化剂,以抚顺石油二厂初馏点约为75℃的催化裂化轻汽油馏份为原料,在实验室连续固定床反应装置上进行了催化裂化轻汽油的催化裂解反应,考察了反应条件对催化裂化轻汽油裂解及芳构化反应的影响和Al2O3作为催化剂载体对HZSM-5催化剂上催化裂解产品分布的影响。研究结果表明,当催化剂中载体组分为30％（wt）时,丙烯收率最高,为38．26％（wt）,芳烃收率为26．26％（wt）,同不使用载体相比,芳烃收率下降了5．1％。     

催化裂化汽油裂解制丙烯

以催化裂化汽油为原料,水热处理后的HZSM-5分子筛为催化剂,催化裂解制丙烯。比较了水热处理后的HZSM-5分子筛催化剂上负载镧和未负载镧的催化裂化性能,并考察了镧的最佳负载量。结果表明,水热处理后负载镧提高了催化剂活性、稳定性和丙烯选择性,负载镧质量分数为8%时,催化裂化性能最佳。当反应温度550 ℃和空速4 h-1时,丙烯收率12.51%。     

水热处理磷改性HZSM-5催化剂的研究

以催化裂化轻汽油馏分为原料,以水热处理磷改性HZSM-5为催化剂,在小型固定床反应装置上考察了水热处理改性方法制备催化剂的催化裂解性能。通过对HZSM-5分子筛催化剂水热处理,调变其酸性,达到多产丙烯的目的。确定催化剂改性最佳条件为：水热处理温度650 ℃,处理时间2 h,处理空速2 h^-1。HZSM-5水热处理后,明显改善催化剂的水热稳定性和活性,提高丙烯选择性。     

操作条件对锡改性HZSM-5催化剂芳构化性能的影响

采用75~120℃的催化裂化轻汽油馏份为原料,在小型固定床反应器上研究了不同方法制备的锡改性HZSM-5催化剂的芳构化性能,考察了反应温度和反应压力对芳构化过程的影响。结果表明,HCl-Sn/HZSM-5催化剂的稳定性最好,最佳反应条件为:液时空速(LHSV)1.0 h-1,反应温度为550℃,反应压力为0.3 MPa,在最佳反应条件下,芳烃总含量为92.88%,烯烃和烷烃转化率分别为93.93%和89.97%。     

FCC汽油馏分在不同改性HZSM-5上降烯烃芳构化性能的研究

在反应温度430℃,压力0.1 MPa,液时空速1 h-1的反应条件下,以75~120℃催化裂化(FCC)汽油馏分为原料,在实验室连续固定床反应装置上考察了不同改性HZSM-5催化剂的降烯烃芳构化反应性能。实验结果表明,经过水热处理的Zn-P/HZSM-5催化剂具有较好的降烯烃芳构化活性及稳定性,原料中烯烃转化率达82.76%,而液相产品中烯烃质量分数及芳烃质量分数分别为7.36%,70.78%,且产品中甲苯质量分数最大达28.47%。     

改性HZSM-5对甲醇制汽油反应性能的影响

对HZSM-5分子筛改性是提高甲醇制汽油反应催化性能的有效方式,分别用非金属、稀土金属及水热处理对HZSM-5分子筛催化剂进行改性,考察改性方法对HZSM-5分子筛酸性、孔径和比表面积等性质的影响,同时对改性HZSM-5分子筛催化剂催化甲醇制汽油的汽油收率和芳烃含量等指标进行比较。结果表明,经La改性的催化剂可明显提高汽油收率,水热处理的催化剂反应产物汽油中的均四甲苯含量大幅增加。改性催化剂对反应的影响可一定程度验证相关理论。     

催化裂化轻汽油在ZSM-5分子筛催化剂上裂化反应的研究

以ZSM-5分子筛为催化剂，在小型固定床反应器上，进行了催化裂化轻汽油的裂化反应。考察了反应温度和空速对催化裂化轻汽油裂化反应气液相收率和产品分布的影响。实验结果表明，ZSM-5分子筛催化剂具有较强的裂化活性和氢转移活性。在保证裂化转化率的条件下，提高反应温度和空速可以抑制催化剂上氢转移反应的发生。以ZSM-5分子筛为催化剂上的催化裂化反应中，温度、空速是影响转化率和选择性的重要因素，因此可以通过改变温度、空速来提高目的产物的选择性。但是，单纯依靠改善反应条件，不能使目的产物的收率和选择性达到理想的程度，还必须对催化剂进行改性。ZSM-5分子筛催化剂上催化裂化反应的研究为ZSM-5分子筛催化剂的进一步改性，及ZSM-5分子筛催化剂在轻汽油催化裂解和汽油改质方面的进一步应用提供了试验依据。     

催化裂解工艺技术及其工业应用

催化裂解（DCC）是从催化裂化衍生的生产丙烯的新技术。石蜡基原料的丙烯质量产率可以达到23％,而中间基原料的丙烯产率约为17％。催化裂解汽油再循环到催化裂解装置可以增产3．5％的丙烯,但汽油产率有所下降。75－150℃催化裂解汽油的BTX体积含量达到57．6％,其中甲苯和二甲苯分别为21．9％和30．3％。催化裂解催化剂是一个含改性五元环中孔沸石的固体酸催化剂,汽油一次产物在孔沸石内进行二次裂化转化为轻烯烃。已开发出一系列的催化裂解催化剂以适应不同目的需要,如最大量丙烯生产、最大量异构烯烃生产,最大原料掺渣油量等。自1990年以来国内外共有7套催化裂解工业装置正在运转,其中3套是由催化裂化装置改造成的,而另外4套包括TPI公司750kt/a工业装置是新建的。目前TPI公司的催化裂解装置正满负荷运转,加工掺40％常压渣油原料。尽管现在加工的原料比设计原料重,但丙烯产率仍可达到设计值。本文介绍一些典型工业装置的运转情况。     

轻汽油在HZSM-5分子筛上催化裂解制丙烯的研究

以催化裂化轻汽油（≤75 ℃）为原料,在小型固定床反应器上,考察了反应温度、反应空速、催化剂不同硅铝物质的量比及载体Al₂O₃含量对轻汽油的催化裂解性能及丙烯选择性的影响。实验结果表明,反应温度和空速对催化裂解的产物分布和丙烯收率有较大的影响,高硅铝比催化剂的丙烯选择性比低硅铝比催化剂好,适量Al₂O₃的添加有助于提高丙烯收率。选择合适的反应条件可以有效提高催化剂的裂化性能并能很好抑制氢转移反应的进行,从而提高丙烯的选择性。在550 ℃、0.2 MPa和空速4 h^－1条件下,高硅铝比n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)=200］催化剂的丙烯收率为37.56％,当添加30%的Al₂O₃时,丙烯收率增至38.26%。     

甲醇制丙烯副产汽油组成分析及催化裂解制烯烃研究

为了拓宽乙烯裂解原料并合理利用甲醇制丙烯(MTP)副产汽油资源,分析了Lurgi MTP工艺副产汽油馏分的组成;并在小型固定床实验装置上研究了IBP~99℃轻组分在ZSM-5分子筛上催化裂解制低碳烯性能。结果表明,MTP汽油组成呈现芳烃含量高,正构烷烃含量低的特点,主要碳数分布为C6-C9。芳烃组以二甲苯为主,含量达到22.89%,其次为三甲苯,尤其1,2,4-三甲苯(1,2,4-TMB),含量达到8.07%,与传统汽油组成差异较大,但可分级利用。在600℃下时,轻组分裂解产物中丙烯产率最高达到30.59%,比乙烯产率高5.82%;而在625℃下,产物中乙烯产率最高达31.5%,比丙烯产率高6.13%,双烯产率最高达56.87%。由此可见,MTP汽油中轻组分是较好的催化裂解生产低碳烯烃的原料。     

正己烷在HZSM-5分子筛上的催化裂解研究

为筛选反应活性和烯烃选择性相对较高的催化剂用于研究吸热型碳氢燃料的催化裂解,以正己烷的催化裂解作为探针反应,探讨其在不同硅铝物质的量比HZSM-5［n(Si)∶n(Al)=25、36、100］分子筛上催化裂解的反应活性和产物分布。结果表明,正己烷在HZSM-5分子筛上的裂解转化率随温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的减小而增大;裂解产物中乙烯、丙烯和总烯烃的选择性均随裂解温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的增加而增加,在（300~550） ℃,HZSM-5［n（Si)∶n(Al)=36］上的总烯烃收率最高,芳烃含量随分子筛中硅铝物质的量比的增加而减小;基于裂解转化率、烯烃和芳烃收率等因素综合考虑,HZSM-5 n(Si)∶n(Al)=36］分子筛为优选催化剂。     

Characterization of Modified Nanoscale ZSM-5 Zeolite and Its Application in the Olefins Reduction in FCC Gasoline

Nanoscale HZSM-5 zeolite was hydrothermally treated with steam containing 0.8 wt% NH₃ at 773 K and then loaded with La₂O₃ and NiO. Both the parent nanoscale HZSM-5 and the modified nanoscale HZSM-5 zeolites catalysts were characterized by TEM, XRD, IR, NH₃-TPD and XRF, and then the performance of olefins reduction in fluidized catalytic cracking (FCC) gasoline over the modified nanoscale HZSM-5 zeolite catalyst was investigated. The IR and NH₃-TPD results showed that the amount of acids of the parent nanoscale HZSM-5 zeolite decreased after the combined modification, so did the strong acid sites deactivating catalysts. The stability of the catalyst was still satisfactory, though the initial activity decreased a little after the combined modification. The modification reduced the ability of aromatization of nanoscale HZSM-5 zeolite catalyst and increased its isomerization ability. After 300 h onstream, the average olefins content in the gasoline was reduced from 56.3 vol% to about 20 vol%, the aromatics (C₇–C₉ aromatics mainly) and paraffins contents in the product were increased from 11.6 vol% and 32.1 vol% to about 20 vol% and 60 vol% respectively. The ratio of i-paraffins/n-paraffins also increased from 3.2 to 6.6. The yield of gasoline was obtained at 97 wt%, while the Research Octane Number (RON) remained about 90.     

流化催化裂化汽油改质和增产低碳烯烃的研究

采用GL型催化剂,在小型固定流化床实验装置上考察了反应温度、剂油比、空速和水油比等操作条件对流化催化裂化(FCC)汽油催化改质汽油的产品分布、低碳烯烃(丁烯、丙烯和乙烯)产率和族组成的影响。实验结果表明,在一定反应条件下,FCC汽油通过催化改质可以降低烯烃含量,提高芳烃含量和辛烷值,在满足新汽油标准的同时提高了低碳烯烃的产率。此外,较高的反应温度、剂油比和水油比以及较低的空速有利于FCC汽油催化改质和增产低碳烯烃。     

Fe_2O_3/HZSM-5催化转化乙醇制备低碳烯烃

采用浸渍法制备了Fe2O3/HZSM-5分子筛催化剂,并用于乙醇脱水与低聚制备丙烯为主的低碳烯烃反应体系.在400～500℃范围内考察了HZSM-5的硅/铝比、氧化铁负载量、反应温度、催化剂氢气还原预处理对产物中烯烃收率的影响.结果表明,HZSM-5硅/铝比为140时,丙烯、丁烯收率最高;氧化铁负载能有效提高烯烃收率,当负载量为2.9%时丙烯收率最高,接近25%;反应初期升高温度可促进丙烯生成,但催化剂寿命缩短;氢气还原预处理能进一步促进乙烯、丙烯生成.     

沸石孔结构对植物油催化裂化性能的影响

制备出硅铝比相近但介孔体积逐渐增加的超稳Y（USY）沸石，进而制备成微球状催化剂。本文在固定流化床装置上，考察了两种植物油的催化裂化性能。小桐子油的评价结果表明，催化剂中USY沸石的介孔体积越大，汽柴油收率越高；汽油族组成中烯烃收率越高，芳烃收率越低，汽油辛烷值和抗爆指数也越低；采用铵交换和水热改性制备介孔体积为0.142cm³/g的USY沸石催化剂的裂化产物中，汽柴油总收率为62.21%（质量分数），焦炭收率最低，汽油研究法辛烷值达到90.5；大豆油的催化裂化反应规律与小桐子油的一致，中等介孔催化剂裂化得到的汽油研究法辛烷值达到92.2。研究结果表明，采用催化裂化工艺，利用适当介孔的USY沸石催化剂，可以将植物油高效转化为车用轻质燃料，并且得到高辛烷值的汽油。