催化裂化汽油芳构化生产清洁油品的技术研究

【摘要】： 我国车用汽油新标准要求更低的汽油烯烃含量,而烯烃长期以来作为我国汽油提高辛烷值的重要组分,因此,催化裂化汽油降烯烃后必将使辛烷值降低。本文通过对催化裂化汽油芳构化反应的研究,使汽油烯烃大幅度降低的同时又能增加汽油辛烷值,进而生产清洁汽油燃料。 首先在研究ZSM-5、USY和基质三种催化材料芳构化反应性能的基础上,选择了具有良好性能的ZSM-5择形分子筛。重点研究了Zn改性对ZSM-5性能的影响,以及不同锌化物改性ZSM-5后锌的固相迁移现象,研究表明:采用Zn改性ZSM-5分子筛,能够降低汽油的烯烃含量,而且对于增加汽油的辛烷值十分有利;采用硝酸锌改性时,在焙烧过程中发生了锌的固相的迁移,而以氧化锌改性,锌未发生迁移现象。考察了ZSM-5分子筛含量、硅铝比对汽油性质的影响,结果表明:高ZSM-5分子筛含量有利于降低汽油中的烯烃含量和提高汽油的辛烷值;低硅ZSM-5具有较好的芳构化功能。同时选择了高抗磨损指数的粘结剂和相应的基质,研制开发出芳构化功能A组分催化剂。 众所周知,高的氢转移活性有利于汽油烯烃转化,而ZSM-5分子筛可以促进芳构化效应。通过对氢转移和芳构化反应协同作用的认识,发现了基础催化剂的氢转移活性较高时,促进了ZSM-5的芳构化反应,抑制了ZSM-5产生低碳烯烃的效能,从而弥补汽油辛烷值损失和进一步降低汽油烯烃。在此认识基础上,选择了降烯烃功能B组分催化剂,采用催化剂“组装技术”,将两种性质不同的催化剂组分进行复配,开发出新型的催化裂化汽油芳构化催化剂。在保证一定氢转移反应的同时,加强了汽油中低碳烯烃的芳构化反应,将氢转移、择形裂化、芳构化有机的结合在一起。催化裂化汽油芳构化催化剂在小型固定流化床装置上的评价结果表明:芳构化改质反应后,汽油的烯烃含量从41.02 v%下降到16.34v%,降低了24.68个百分点,芳烃含量上升了12.98个百分点。汽油辛烷值显著增加,RON增加了3个单位。 对催化裂化汽油芳构化催化剂进行了反应性能研究,考察了反应空速、反应温度、剂油比、反应时间、反应器类型、汽油馏分切割温度等反应试验条件对催化裂化汽油二次改质产物性能的影响。 【关键词】：催化裂化汽油 清洁油品 烯烃 芳构化 辛烷值 ZSM-5分子筛
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TE624.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 文献综述8-23
• 1.1 绪论8-10
• 1.2 轻质烃转化为芳烃的国内外研究现状10-17
• 1.2.1 轻烃芳构化的主要工艺过程10-13
• 1.2.2 轻烃芳构化催化剂研究进展13-17
• 1.2.2.1 不同分子筛上芳构化性能研究13
• 1.2.2.2 金属改性对ZSM-5 分子筛芳构化性能的影响13-15
• 1.2.2.3 反应条件对轻烃在ZSM-5 分子筛上芳构化性能的影响15-17
• 1.3 芳构化反应机理17-22
• 1.3.1 烯烃芳构化反应机理研究17-19
• 1.3.2 催化汽油芳构化反应网络研究19-22
• 1.4 选题的目的及依据22
• 1.5 本文研究的主要内容22-23
• 第二章 实验方法23-30
• 2.1 实验原料23-24
• 2.1.1 催化剂制备原料23
• 2.1.2 芳构化反应原料23-24
• 2.2 催化剂的制备24-25
• 2.2.1 制备工艺流程24-25
• 2.2.2 ZSM-5 分子筛的改性25
• 2.3 催化剂的分析评价25-30
• 2.3.1 催化剂理化性能分析25
• 2.3.2 催化剂表征25-26
• 2.3.3 催化剂性能评价装置26-28
• 2.3.4 反应产物的分析方法28-30
• 第三章 催化裂化汽油芳构化催化剂的研制30-46
• 3.1 芳构化催化剂的设计思路30
• 3.2 芳构化功能A 组分催化剂的开发30-41
• 3.2.1 模型和喷雾催化剂的比较30-31
• 3.2.2 不同催化材料的反应性能31-33
• 3.2.3 择形分子筛的选择33
• 3.2.4 Zn 改性对ZSM-5 性能的影响33-37
• 3.2.4.1 Zn 改性的初步研究33-34
• 3.2.4.2 Zn 含量对ZSM-5 酸性的影响34-35
• 3.2.4.3 不同锌化物改性ZSM-5 后锌的固相迁移研究35-36
• 3.2.4.4 锌改性ZSM-5 分子筛的正交实验36-37
• 3.2.5 ZSM-5 分子筛含量对汽油性质的影响37-38
• 3.2.6 硅铝比对汽油性质的影响38-40
• 3.2.6.1 不同硅铝比ZSM-5 的反应性能差异38
• 3.2.6.2 不同硅铝比ZSM-5 吡啶吸附IR 酸性38-39
• 3.2.6.3 不同硅铝比ZSM-5 芳构化反应性能考察39-40
• 3.2.7 催化裂化芳构化功能A 组分催化剂的制备40-41
• 3.2.7.1 A 组分催化剂粘结剂和基质的筛选40-41
• 3.2.7.2 催化剂制备重复性实验41
• 3.3 降烯烃功能B 组分催化剂的选择41-44
• 3.3.1 降低催化裂化汽油烯烃的理论依据42-43
• 3.3.2 降烯烃功能B 组分催化剂LBO-16 制备技术路线43-44
• 3.4 芳构化和降烯烃功能组分协同作用认识44-46
• 第四章 催化裂化汽油芳构化催化剂反应性能研究46-56
• 4.1 A 组分和B 组分匹配性试验46-47
• 4.2 芳构化催化剂反应性能评价47-48
• 4.3 试验工艺条件对反应性能的影响48-56
• 4.3.1 反应空速的影响48-50
• 4.3.2 反应温度的影响50-51
• 4.3.3 剂油比的影响51-52
• 4.3.4 反应时间的影响52-53
• 4.3.5 反应器类型的影响53-54
• 4.3.6 汽油馏分切割温度的影响54-56
• 第五章 结论56-58
• 参考文献58-62
• 发表论文和参加科研情况说明62-63
• 致谢63

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