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催化劑性質(zhì)的影響，通過XRD、NH3-TPD、IR、GC和比表面測定等方法對催化劑的性質(zhì)進行了表征，結(jié)果表明：Zn、Al等金屬改性對HZSM-5分子篩催化劑的物相沒有影響，但是經(jīng)過金屬改性后的HZSM-5分子篩的孔容、比表面積、強、弱酸等均有不同程度的降低。HZSM-5沸石經(jīng)過不同的金屬改性后，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)系進行研究，當鋅含量在2.0％時催化劑的芳構(gòu)化性能達到最佳。為了考察水熱處理條件對芳構(gòu)化催化劑的影響，對ZnHZSM-5進行不同溫度下水蒸氣處理，對所得的催化劑進行測定，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TG、GC、NH3-TPD、

3、XRD、H/C、比表面測定等方法對結(jié)焦的催化劑進行表征，測定了催化劑上結(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。實驗結(jié)果表明：隨著反應(yīng)的進行結(jié)焦量與時間之間的關(guān)

4、系符合Voorhies關(guān)聯(lián)式，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納出了結(jié)焦量和反應(yīng)時間的關(guān)系式：Cc=0.118t0.683。在單因素實驗中，溫度對反應(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。空速的影響相對較小，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，當結(jié)焦量達