P-Fe改性ZSM-5分子筛的酸性质对正戊烷催化裂解性能的影响

为提高石脑油中小分子烷烃催化裂解为低碳烯烃的收率,采用等体积浸渍法制备P-Fe改性ZSM-5分子筛。通过XRD、N_(2)等温吸附-脱附、NH_(3)-TPD和Py-IR等手段对分子筛的物化性质进行表征。采用固定床微型反应器,考察P-Fe改性ZSM-5分子筛对正戊烷催化裂解性能的影响,分析酸性质与催化裂解性能之间的关联规律。结果表明:P-Fe改性提高了ZSM-5分子筛水热处理后强酸酸量的保留率,负载P_(2)O_(5)能提高ZSM-5分子筛水热稳定性并提高弱酸酸量占比,负载Fe 2O_(3)增加了其Lewis酸比例;正戊烷的转化率随P-Fe改性ZSM-5分子筛的强酸酸量增加而提高,且转化率的增长速率随强酸酸量增加而减小,当强酸酸密度大于0.55μmol/m 2时,引起的氢转移反应明显增强;当弱酸所占比例增加时,丙烯选择性提高,乙烯选择性随Lewis酸比例增大而提高。

异丁烷反向异构化反应热力学分析及反应规律

以反向异构化主反应以及裂解、生焦等副反应为研究对象,对异丁烷反向异构化反应过程进行了热力学分析。分析结果表明,反应温度是影响异丁烷反向异构化反应热力学平衡的主要因素。使用Ce-Pt改性硫酸化氧化锆催化剂,采用临氢固定床反应器研究了异丁烷反向异构化的反应规律。结果表明:异丁烷反向异构化反应作为吸热反应,升高反应温度有利于反向异构化反应的进行;但反应温度高于320℃时,会加剧热裂解副反应,导致正丁烷收率降低;适当提高反应压力至2.0 MPa,可以抑制热裂解等副反应,一定程度上可提高正丁烷的收率;氢/油比对异丁烷反向异构化反应有着重要影响。确定了最佳的反应条件为:反应温度320℃、反应压力2.0 MPa、氢/油摩尔比1.07、液时空速1.17 h^(-1)。根据反应规律与产物分布研究,确定了异丁烷反向异构化的反应机理,该反应主要以单分子路径进行反应。

碳五烷烃裂解制低碳烯烃反应性能的分析

考察了碳五烷烃的热裂解和催化裂解反应性能,发现正戊烷和异戊烷的裂解反应产物存在差异;进一步分析了正戊烷和异戊烷的裂解反应机理,以及裂解生成低碳烯烃和甲烷的区别。结果表明,在热裂解条件下,正戊烷的(乙烯+丙烯)选择性高于异戊烷,异戊烷的丁烯和甲烷选择性高于正戊烷;650℃时,正戊烷和异戊烷的热裂解产品中(乙烯+丙烯)、丁烯、甲烷的选择性分别为37.48%、7.23%、6.75%和19.57%、25.16%、9.36%。而在催化裂解条件下,异戊烷的(乙烯+丙烯)、丁烯、甲烷选择性均高于正戊烷;650℃时,正戊烷和异戊烷的催化裂解产品中(乙烯+丙烯)、丁烯、甲烷的选择性分别为37.16%、9.11%、7.80%和47.70%、14.45%、13.79%。此外,发现在高温裂解条件下异构烷烃比正构烷烃容易裂解生成丁烯和甲烷。

催化裂化汽油C5和C6烯烃临氢反应性能的研究

以催化裂化汽油为原料,采用中压加氢实验装置模拟S-Zorb工艺研究催化裂化汽油临氢吸附脱硫的反应规律。使用工业吸附剂考察烯烃分子在临氢吸附脱硫过程中的反应行为,结果发现,汽油中C5和C6烯烃主要发生加氢饱和反应,异构化和芳构化反应性能较差,这是导致精制后汽油辛烷值损失的主要原因。为了减少S-Zorb工艺中C5和C6烯烃加氢饱和引起的辛烷值损失,以9∶1的质量比混合工业吸附剂和实验室研制的具有异构化及芳构化性能的助催化剂,优化并获得提高汽油辛烷值的工艺条件为:反应温度为430℃、反应压力为2.4 MPa、重时空速为4 h-1、氢油摩尔比为0.30。相较工业吸附剂,精制汽油硫质量分数小于10μg/g,C5和C6烯烃减少量降低3.84%,C5和C6异构化程度提高0.71,汽油辛烷值损失减少1个单位。