直餾汽油芳構(gòu)化改質(zhì)催化劑的研制及其結(jié)焦失活規(guī)律的研究.pdf

1、本文首先研究了直餾汽油芳構(gòu)化催化劑的制備條件對(duì)催化劑性質(zhì)的影響，通過(guò)XRD、NH3-TPD、IR、GC和比表面測(cè)定等方法對(duì)催化劑的性質(zhì)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明：Zn、Al等金屬改性對(duì)HZSM-5分子篩催化劑的物相沒(méi)有影響，但是經(jīng)過(guò)金屬改性后的HZSM-5分子篩的孔容、比表面積、強(qiáng)、弱酸等均有不同程度的降低。HZSM-5沸石經(jīng)過(guò)不同的金屬改性后，正庚烷在催化劑上的轉(zhuǎn)化率均有所降低，但芳烴產(chǎn)率及選擇性卻顯著提高，其中，Ga、Zn的改性效果最好。

2、以鋅為改性金屬，對(duì)金屬含量的多少與催化劑的芳構(gòu)化活性之間的關(guān)系進(jìn)行研究，當(dāng)鋅含量在2.0％時(shí)催化劑的芳構(gòu)化性能達(dá)到最佳。為了考察水熱處理?xiàng)l件對(duì)芳構(gòu)化催化劑的影響，對(duì)ZnHZSM-5進(jìn)行不同溫度下水蒸氣處理，對(duì)所得的催化劑進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，水蒸氣處理使得催化劑的活性降低，穩(wěn)定性增加，催化劑的比表面積減少，孔體積略有增加。以中原直餾汽油為原料，在小型等溫固定床反應(yīng)器中考察了直餾汽油芳構(gòu)化反應(yīng)的結(jié)焦失活規(guī)律。通過(guò)TG、GC、NH3-TPD、

3、XRD、H/C、比表面測(cè)定等方法對(duì)結(jié)焦的催化劑進(jìn)行表征，測(cè)定了催化劑上結(jié)焦的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。低溫或結(jié)焦量較少時(shí)結(jié)焦的H/C比較高，多為脂肪烴類結(jié)焦；高溫或結(jié)焦量較高時(shí)結(jié)焦的H/C比較低，形成類石墨結(jié)構(gòu)的結(jié)焦。催化劑上形成的結(jié)焦不僅覆蓋了芳構(gòu)化催化劑的酸性中心，而且堵塞了孔道，從而導(dǎo)致催化劑失活。 考察了結(jié)焦量與活性、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、質(zhì)量空速之間的關(guān)系及催化劑結(jié)焦失活前后性質(zhì)的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著反應(yīng)的進(jìn)行結(jié)焦量與時(shí)間之間的關(guān)

4、系符合Voorhies關(guān)聯(lián)式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出了結(jié)焦量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系式：Cc=0.118t0.683。在單因素實(shí)驗(yàn)中，溫度對(duì)反應(yīng)結(jié)果有決定性的影響。在低溫區(qū)(＜450℃)結(jié)焦量隨溫度的升高緩慢上升；在高溫區(qū)(＞450℃)結(jié)焦量隨溫度升高急劇上升，可能是生成的芳烴的進(jìn)一步熱裂化增加和/或深度脫氫反應(yīng)加劇引起了結(jié)焦產(chǎn)率增加?？账俚挠绊懴鄬?duì)較小，結(jié)焦量隨空速的增加略有增加。催化劑上的酸中心、比表面、孔體積在反應(yīng)初期下降比較緩慢，當(dāng)結(jié)焦量達(dá)