铂锡重整催化剂体系下正庚烷转化规律研究

以链烷烃中较难转化的正庚烷为模型化合物,考察碱金属K、稀土Ce和K、双稀土金属（Ce和Eu）对铂锡重整催化剂体系下正庚烷转化的影响。结果表明：与铂锡催化剂相比,添加0.045%、0.060%的K,使得催化剂载体强L酸量下降,有利于抑制裂解产物,510 ℃裂解产物下降约5百分点,同时异构烷烃选择性上升约7百分点;添加0.28%Ce和0.010%、0.030%的K,510 ℃时裂解产物选择性下降4.2~7.1百分点,异构烷烃选择性上升7.4~9.8百分点,但随着反应温度升高对正庚烷转化的影响有一定程度的削弱;添加双稀土金属后,在较低反应温度（510 ℃）下能够有效降低裂解产物选择性、提升异构烷烃选择性,随着反应温度升高,双稀土对正庚烷转化的影响显著削弱。     

改性铂锡重整催化剂上甲基环戊烷的转化规律

以五元环烷烃中最难转化的甲基环戊烷为模型化合物,考察了碱金属K、稀土金属以及反应温度对甲基环戊烷转化的影响规律。结果表明:在铂锡双金属催化剂下,510℃以上高温有利于甲基环戊烷的转化,但在实验温度范围内对脱氢异构产物苯的选择性影响不大,高温和低空速更促进裂解反应;添加适量碱金属K,降低了催化剂的酸性,裂解反应减弱,液体收率增加,甲基环戊烷转化率有所下降,产物苯的选择性未受到显著影响;添加稀土金属,甲基环戊烷裂解反应减弱,液体收率增加,较低空速条件下510℃时苯的选择性略有升高,较高空速下转化率降低,540℃时苯选择性下降明显。     

工艺条件对铂锡重整催化剂上正庚烷转化规律的影响

以链烷烃中较难转化的正庚烷为模型化合物,在铂锡双金属催化剂作用下考察反应温度以及空速对正庚烷转化规律的影响。结果表明:在体积空速为10h~(-1)、氢油体积比为1 000、反应压力为700kPa的条件下,以铂锡双金属为重整催化剂,当反应温度为560℃时,正庚烷转化率为98.67%,甲苯选择性为51.71%,高温有利于正庚烷转化;低空速有利于脱氢环化反应,当体积空速为2h~(-1)、反应温度为540℃、其余条件相同时甲苯选择性为52.23%,较低空速有利于正庚烷脱氢环化生成甲苯。     

稀土改性MCM-41催化剂在庚烷临氢异构化反应影响因素研究

采用稀土改性MCM-41催化剂进行庚烷临氢异构化反应,通过正交试验设计方法,对影响庚烷转化率和选择性的因素进行了优化设计和实验。结果表明：6个因素影响产物异构选择性的主次顺序为：反应温度＞改性载体的稀土种类＞氢气流速＞催化剂中磷钼酸含量＞催化剂中Ni含量＞还原温度;6个因素影响庚烷转化率的主次顺序为：反应温度＞催化剂中Ni含量＞氢气流速＞催化剂中磷钼酸含量＞还原温度＞改性载体的稀土种类。对正交实验结果进行优化,得到优化方案为：催化剂中Ni质量分数为5%、载体改性稀土为La、反应温度为300 ℃、还原温度为370 ℃、磷钼酸质量分数为20%、H2流速为120 mL/min,在该条件下正庚烷转化率为13.5%、异构庚烷选择性为68%。     

Ni-WO_x催化剂上正庚烷的加氢异构化反应

采用浸渍法制备了Ni-WOx催化剂,在常压连续流动固定床反应器上考察了Ni-WOx催化剂对正庚烷加氢异构化反应的催化性能,讨论了焙烧温度、Ni含量、还原温度和反应条件对Ni-WOx催化剂性能的影响,采用X射线衍射对Ni-WOx催化剂进行了表征。实验结果表明,当焙烧温度为800℃、还原温度为525℃、Ni质量分数为2%时,Ni-WOx催化剂的性能较好,催化剂的活性组分主要为WO2。在300℃、正庚烷重时空速0.68h-1、H2流量18mL/min、反应时间6h的条件下,在该催化剂上正庚烷的转化率达到49.39%,异构庚烷选择性达87.34%。正庚烷在该催化剂上按双功能机理进行加氢异构化反应。     

USY负载超强酸催化剂上正庚烷异构化

制备了USY负载超强酸及贵金属Pt的双功能催化剂,用XRD、BET、Hammett指示剂等方法对催化剂进行表征,并研究这类催化剂上正庚烷加氢异构性能,考察Pt负载量及反应温度对催化剂性能的影响.结果表明,负载0.8%Pt的催化剂,在220℃时正庚烷的转化率可以达到35.2%,异构化的选择性可达87.7%.     

强化直馏石脑油催化裂解过程中链烷烃选择性催化裂解反应研究

在直馏石脑油催化裂解(SNCC)技术开发过程中,发现原料中链烷烃转化率始终难以大幅提高,仅保持在52.58%~77.07%,对低碳烯烃产率存在较明显的限制。本研究采用基于密度泛函理论的分子模拟计算方法,构建了正辛烷、2-甲基庚烷和2,5-二甲基己烷3种直馏石脑油馏分链烷烃模型化合物的催化裂解反应网络,并分别提出了正构烷烃和异构烷烃理想的链反应引发途径和反应方向,发现反应体系中存在的高供氢活性的环烷烃等烃类会通过负氢离子转移反应抑制链烷烃转化,从而导致链烷烃转化率较低。通过引入新型有特定孔道结构的IM-5分子筛催化剂,可有效强化SNCC过程中链烷烃的选择性催化裂解。     

HPMo-Ni/La-MCM-41催化正庚烷异构化反应

采用浸渍法制备了以La-MCM-41为载体的HPMo-Ni/La-MCM-41系列催化剂。采用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、SEM、Py-IR、NH₃-TPD等手段表征所制备催化剂,并考察了它们在正庚烷异构化反应中的催化性能。结果表明,与MCM-41相比,La-MCM-41表面具有弱酸性,HPMo在La-MCM-41表面负载更有利于保持其Brönsted酸酸酸性和酸强度。在反应温度280℃,还原温度370℃,还原时间4h,MHSV=3.52 h^-1,n(H₂)/n(C₇H₁₆)=12的条件下,20%HPMo-5%Ni/La-MCM-41催化剂催化正庚烷异构化反应的转化率为22.7%,异庚烷的选择性为63.5%。反应产物中多支链异庚烷比例较高,表明所制备的HPMo-Ni/La-MCM-41催化剂在长链烷烃异构反应中具有很好应用潜力。     

工艺条件对轻烃原料催化裂解制低碳烯烃反应的影响

在40 L固定流化床反应装置上开展了不同复合轻烃原料在A型专属催化剂作用下的催化裂解制低碳烯烃反应评价试验,以考察工艺条件对原料转化率、乙烯及丙烯选择性和收率、丙烯/乙烯(摩尔比,下同)、以及副产物混合C4、氢气、甲烷收率的影响。结果表明:以双烯烃总收率为指标,轻烃原料族组成的催化裂解制低碳烯烃性能从高到低排序为:正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃;在轻烃原料R中添加异辛烷,虽然能显著提高催化裂解时的轻烃原料转化率及产物中的丙烯/乙烯,但产物中的乙烯及丙烯收率、双烯烃总收率均略有降低;含添加10%(质量分数)异辛烷的复合轻烃原料在A型专属催化剂作用下的催化裂解制低碳烯烃较佳反应条件为:液时空速为0.64 h-1,氮气、汽提水流量分别为0.50,1 L/min,反应温度为665℃及反应压力为40 kPa;在此条件下,复合轻烃原料的转化率为80.11%,目标产物中的双烯烃总收率、乙烯及丙烯收率分别为50.03%,43.50%,丙烯/乙烯为0.73。     

甲醇与C_6～C_7烷烃在ZSM-5催化剂上耦合反应的研究

在固定床反应器中,用ZSM-5催化剂研究甲醇与C_6～C_7烷烃(正己烷、正庚烷、环己烷)耦合反应,考察了不同质量比和反应温度对甲醇与正己烷耦合反应的转化率和产物分布影响。结果表明:反应产物种类与加入烷烃比例和种类无关;随着甲醇对正己烷质量比的增加,甲醇转化率不变,正己烷转化率减小,C_5+选择性增大,芳烃选择性先增大后减小;随着温度的增加,甲醇转化率均为100%,正己烷转化率增大,C_5+选择性减小,芳烃选择性先增大后减小;C_6～C_7烷烃的种类不影响甲醇的转化率,而正庚烷、正己烷、环己烷的转化率依次减小。     

直馏柴油催化裂解和热裂解反应行为研究

以直馏柴油为原料,反应温度为520～680 ℃,在小型固定流化床上分别采用酸性催化剂和石英砂,考察催化裂解和热裂解的反应行为。与热裂解相比,直馏柴油催化裂解提高了其转化率,降低了干气产率,提高了液化气产率;乙烯产率降低1.67～3.78百分点,丙烯产率提高5.23～9.12百分点,丁烯产率提高3.32～7.94百分点,轻芳烃（BTX）产率接近。直馏柴油催化裂解和热裂解干气中的甲烷和乙烯含量随反应温度变化的趋势相同,但是催化裂解干气中氢气体积分数高于乙烷,而热裂解干气中乙烷体积分数高于氢气;反应温度高于600 ℃时,催化裂解干气中C2H4/CH4摩尔比小于热裂解干气的最优分布值0.82。两种裂解汽油烃类组成中正构烷烃、异构烷烃、烯烃和芳烃含量变化趋势相同,而环烷烃含量变化趋势相反;催化裂解汽油中环烷烃含量随反应温度升高而降低,而热裂解汽油中环烷烃含量随反应温度升高而增加。     

双金属重整催化剂中Re,Sn,Ir组元作用的研究

利用纯烃重整反应,TPT(程序升温滴定)及氢溢出等实验方法,研究铂锡、铂铼及铂铱双金属重整催化剂中第二金属组元作用.在500℃、0.980MPa条件下,正庚烷、甲基环戊烷以及环戊二烯-正庚烷混合原料的连续反应表明,锡组元必须与铂共载,在邻近铂的情况下才能发挥其作用,即能调节其金属功能,在改善催化剂选择性的同时提高稳定性,而分载铂锡催化剂则与单铂催化剂性能一样.铼组元无论是共载或分载均能起到类似作用,既有使积炭前身物开环裂解作用,又能使其选择性加氢而被消除掉的作用。在高温下,铱组元与铼组元同样地能产生氢溢出,分载铱与共载铱性能类似,都具有较强的开环裂解作用,它能提高催化剂的稳定性;主要是通过破坏积炭前身物减少积炭生成.     

加氢异构化催化剂的研究——-加氢功能的影响

以ZSM 22分子筛为酸性组分,制备了不同分子筛含量、不同金属负载量以及不同金属种类的加氢异构催化剂。采用XRD、氢氧滴定、N2吸附、吡啶吸附和SEM等表征工具对所用分子筛以及制备的催化剂进行了详细的表征。以正癸烷为模型化合物,考察了制备的催化剂的烷烃异构转化活性和选择性,并将获得的反应结果与表征数据相关联。结果表明,对于长链烷烃加氢异构反应,当加氢功能不足时,长链烷烃加氢/脱氢反应为控制步骤;为了制备双功能平衡的加氢异构催化剂,Pd负载量要高于Pt,但当双功能平衡后2种催化剂的异构反应行为一致。对于长链烷烃加氢异构反应,加氢中心与酸性中心之间的距离不是影响催化剂异构选择性的关键因素。     

直馏柴油催化裂化生产轻质芳烃的研究

采用小型固定流化床催化裂化装置,考察了分子筛类型和反应条件对直馏柴油催化裂化反应的影响以及不同烃类组成的直馏柴油催化裂化产物分布特点。结果表明:选用富含环烷烃和单环芳烃的直馏柴油有利于提高轻质芳烃收率;在Y型分子筛催化剂作用下的直馏柴油催化裂化转化率最高,轻质芳烃收率可达13.22%;反应温度对轻质芳烃收率影响显著,反应温度由510℃提高到610℃时,转化率增加12.95百分点,轻质芳烃收率增加7.16百分点,提高原料的转化深度有利于增加轻质芳烃收率,但是汽油收率降低;剂油比对轻质芳烃收率影响较小,剂油比过高时,汽油收率下降。与直馏柴油相比,其催化裂化产物烃类组成中环烷烃质量分数减少26.4百分点,环烷烃参与反应的比例高达80.49%,环烷烃环数越多,参与反应的比例越高。     

Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂上烷烃芳构化反应规律的研究;

以正己烷、正庚烷、正辛烷、甲基环戊烷及环己烷为模型化合物,在固定床连续微型反应器上研究不同碳数和结构的烷烃在催化剂Zn-Pt-Re/ZSM-5上的芳构化反应规律,并与传统重整催化剂的芳构化性能进行比较。结果表明：在反应温度小于450 ℃时不同烷烃生成芳烃从难到易的顺序为正己烷＞环己烷＞甲基环戊烷＞正庚烷≈正辛烷;在反应温度大于450 ℃时芳烃收率均在90％以上。烷烃在传统重整催化剂CB-8上直接脱氢环化生成环烷烃,然后再脱氢生成芳烃。烷烃在Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂上的反应按两种机理进行：小部分烷烃直接脱氢环化生成环烷烃,然后再脱氢生成芳烃;大部分烷烃先裂解为低碳烯烃,再发生聚合、环化、脱氢等反应生成芳烃。     

正十六烷在Pt/SAPO-11上的临氢异构反应

制备了Pt/SAPO-11双功能催化剂,采用XRD、NH_3吸附-脱附等分析方法对制备的催化剂进行表征,对正十六烷在Pt/SAPO-11双功能催化剂上的临氢异构反应进行了研究,考察了氢分压、反应温度、氢烃体积比和液态空速等反应条件对催化剂性能的影响,探讨了催化剂的焙烧温度和还原温度对催化剂性能的影响。表征结果显示,Pt/SAPO-11双功能催化剂的孔结构对性能影响较小,而催化剂的弱酸性有利于异构选择性。实验结果表明,氢分压高对于烷烃临氢异构反应活性有不利的影响,而反应温度的选择需兼顾异构活性及选择性,氢烃体积比对反应无明显影响;催化剂的焙烧温度、还原温度对催化剂的活性和异构选择性有较大影响,在适当的温度范围内制备的催化剂有较好的活性和选择性。     

正庚烷在分子筛催化剂上催化裂解的链引发反应

采用小型固定流化床（ACE）装置考察了反应温度、分子筛催化剂的活性中心数和分子筛类型对正庚烷催化裂解反应产物的影响,并对裂解链引发反应进行了分析。结果表明, 在ZRP分子筛催化剂催化正庚烷裂解反应中,反应温度可以明显改变正庚烷裂解反应的链引发反应的位置和发生程度;提高反应温度,链引发位置从碳链中心位置的C-C键向靠近碳链端位的C-C键移动,导致不同的产物分布;催化剂活性中心数的增加可以提高正庚烷裂解反应的链引发反应发生程度,并倾向于在碳链中心位置C-C键发生;与Y分子筛和Beta分子筛催化剂相比,具有更多较强BrØnsted酸的ZRP分子筛更有利于链引发反应,并倾向于在碳链中心的C-C键发生。     

Ni/HZSM-5上裂解汽油选择加氢裂化的研究

在连续流动固定床装置上,探讨了非贵金属Ni/HZSM-5催化剂对裂解汽油选择加氢裂化反应的特征,考察了镍含量、温度、压力、空速及氢烃体积比等参数的影响。随镍含量的增加,裂解汽油中C6+非芳烃转化率先增加后减小,镍含量为2.1%左右较为适宜。工艺条件中温度和压力的影响较大,空速次之,氢烃体积比最小。在380 ℃、3.0 MPa、质量空速1.245 h-1、氢烃体积比1 000的条件下,以镍含量为2.1%的Ni/HZSM-5为催化剂,65 h内裂解汽油中C6+非芳烃组分转化率保持在95%以上,而芳烃转化率仅有13%; 加氢裂化产物中,C2+正构烷烃达80.96%,其中丙烷60.71%,而甲烷和异构烷烃较少。这表明非贵金属Ni/HZSM-5催化剂可高选择性地裂化C6+非芳烃,适用于裂解汽油加氢裂化制备芳烃联产低碳烷烃。     

正庚烷异构化反应研究进展

正庚烷通过异构化反应转化为多支链C₇烷烃可以大幅度提高C₇烷烃组分的辛烷值,调研了正庚烷异构化的研究现状及发展趋势,总结了正庚烷异构化反应的特点,对正庚烷异构化的反应机理和催化材料研究进行了详细归纳。在反应机理方面,着重对有代表性的经典双功能异构化反应机理和金属-环丁烷反应机理,从反应历程、构效关系等方面进行了详细的论述。在催化材料方面,介绍了Friedel-Crafts催化剂、金属氧化物催化剂和金属-酸载体双功能催化剂,重点总结了金属 酸载体双功能催化剂的研究进展,包括以金属氧化物类、分子筛类、固体超强酸类和杂多酸类为载体的催化剂。通过对催化剂组成、活性等的分析,指出了现阶段研究中还存在正庚烷在高转化率下不能获得高异庚烷选择性等问题,并基于该反应的反应原理和反应路径等特点,提出了正庚烷异构化技术在催化材料制备和调控等方面的发展方向。     

催化裂化中温度对汽油裂解制备低碳烯烃的影响研究

对具有增产丙稀功能催化剂LCC-2,进行了高温裂解制备低碳烯烃试验。以催化汽油为原料,在中型提升管试验装置上进行了反应性能研究和反应温度的条件试验。结果表明:随反应温度的升高,汽油收率降低,干气产率增加,液化气产率随反应温度的升高先增加后下降,在600℃左右达到最大值;裂解产品中正构烷烃与异构烷烃降低,芳烃含量及辛烷值都有所增加。