环烷烃催化裂解制低碳烯烃研究进展

综述了不同环烷烃催化裂化反应途径及主要影响条件,在催化裂解下双环及多环的开环反应容易发生,生成含单环环烷烃的裂解产物。在环烷烃的转化当中存在裂化反应和氢转移的竞争关系,当环烷烃与链烷烃共存时,会影响链烷烃的低碳烯烃收率和选择性。环烷烃催化裂解制低碳烯烃的关键是单环环烷烃的开环和抑制氢转移反应。用于富含环烷烃原料催化裂解的催化剂应具有高的开环和裂化能力以及低的氢转移能力。     

催化裂化轻汽油在ZSM-5分子筛催化剂上裂化反应的研究

以ZSM-5分子筛为催化剂，在小型固定床反应器上，进行了催化裂化轻汽油的裂化反应。考察了反应温度和空速对催化裂化轻汽油裂化反应气液相收率和产品分布的影响。实验结果表明，ZSM-5分子筛催化剂具有较强的裂化活性和氢转移活性。在保证裂化转化率的条件下，提高反应温度和空速可以抑制催化剂上氢转移反应的发生。以ZSM-5分子筛为催化剂上的催化裂化反应中，温度、空速是影响转化率和选择性的重要因素，因此可以通过改变温度、空速来提高目的产物的选择性。但是，单纯依靠改善反应条件，不能使目的产物的收率和选择性达到理想的程度，还必须对催化剂进行改性。ZSM-5分子筛催化剂上催化裂化反应的研究为ZSM-5分子筛催化剂的进一步改性，及ZSM-5分子筛催化剂在轻汽油催化裂解和汽油改质方面的进一步应用提供了试验依据。     

多级孔道ZSM-5分子筛催化正庚烷裂解制烯烃性能

石脑油裂解制烯烃分子筛催化剂的性能同时受到酸性和扩散性质的影响,调变二者可以提升催化剂稳定性和烯烃选择性。采用溶剂挥发自组装方法制备了Si/Al物质的量比分别为30和50的多级孔道ZSM-5分子筛,经P和La修饰后,以正庚烷裂解作为探针反应,考察了多级孔道分子筛的催化性能,并与普通微孔分子筛进行了比较。结果表明：在正庚烷裂解制烯烃反应中,制得的纳米组装多级孔结构分子筛表现出更高的催化稳定性,双烯收率和丙烯选择性更高。Si/Al比的提高以及分子筛的多级孔道结构,有利于单分子裂解反应的发生,也有利于抑制氢转移等副反应的发生,从而降低了烯烃的损失。     

噻吩催化裂化脱硫机理的量子化学分析

采用半经验AM1计算方法,利用静态理论对噻吩在分子筛催化剂上的催化裂化脱硫机理进行了量子化学计算研究,通过对噻吩分子和可能产生的中间正碳离子的量子化学计算,得到各中间反应所需的能量,从而判断噻吩催化裂化脱硫反应的趋势,证实了氢转移反应在催化裂化脱硫中所起的作用.当噻吩处在催化裂化条件下,正碳离子反应活跃,易与烷烃裂化生成的α烯烃加成,进一步与烷烃发生氢转移饱和后裂化脱硫.由于氢转移反应为放热反应,因而降低反应温度有利于噻吩催化裂化脱硫.     

不同结构烷烃催化裂解反应的研究

在固定床反应器上,分别以正庚烷、2-甲基戊烷和环己烷为模型化合物,研究了其在中国石化上海石油化工研究院提供的1^#和2^#催化剂上的裂解反应,分析不同温度下不同结构烷烃原料对催化裂解反应及机理的影响。结果表明,不同结构模型化合物在催化剂上产生不同量的主产物乙烯、丙烯,2^#催化剂反应活性高于1^#催化剂,裂化机理比率随温度的升高而增大,1^#催化剂裂化机理比率大于2^#催化剂,相同条件下裂化机理比率最大的是环己烷,最易发生单分子裂解,2-甲基戊烷裂化机理比率最小,表明有相对较多的双分子反应发生。     

正己烷在HZSM-5分子筛上的催化裂解研究

为筛选反应活性和烯烃选择性相对较高的催化剂用于研究吸热型碳氢燃料的催化裂解,以正己烷的催化裂解作为探针反应,探讨其在不同硅铝物质的量比HZSM-5［n(Si)∶n(Al)=25、36、100］分子筛上催化裂解的反应活性和产物分布。结果表明,正己烷在HZSM-5分子筛上的裂解转化率随温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的减小而增大;裂解产物中乙烯、丙烯和总烯烃的选择性均随裂解温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的增加而增加,在（300~550） ℃,HZSM-5［n（Si)∶n(Al)=36］上的总烯烃收率最高,芳烃含量随分子筛中硅铝物质的量比的增加而减小;基于裂解转化率、烯烃和芳烃收率等因素综合考虑,HZSM-5 n(Si)∶n(Al)=36］分子筛为优选催化剂。     

正构烷烃在Pt/SAPO-11催化剂上加氢异构反应性能

采用SAPO-11分子筛制备Pt/SAPO-11双功能加氢异构催化剂,以n-C_8、n-C_(12)和n-C_(16)为模型化合物考察正构烷烃的加氢异构反应性能。结果表明,所制备的催化剂具有较好的异构化活性和选择性,其中单甲基支链异构产物收率和总异构产物收率分别可达60%和75%以上,是低凝柴油和高档润滑油基础油的理想组分。不同链长正构烷烃的异构化产物分布基本一致,但链长较长的正构烷烃更容易发生异构化反应和裂解反应,在保证相同转化率条件下长链烷烃裂解产物收率偏高且异构选择性降低。     

正构烷烃在Pt/SAPO-11催化剂上加氢异构反应性能

采用SAPO-11分子筛制备Pt/SAPO-11双功能加氢异构催化剂,以n-C₈、n-C₁₂和n-C₁₆为模型化合物考察正构烷烃的加氢异构反应性能。结果表明,所制备的催化剂具有较好的异构化活性和选择性,其中单甲基支链异构产物收率和总异构产物收率分别可达60%和75%以上,是低凝柴油和高档润滑油基础油的理想组分。不同链长正构烷烃的异构化产物分布基本一致,但链长较长的正构烷烃更容易发生异构化反应和裂解反应,在保证相同转化率条件下长链烷烃裂解产物收率偏高且异构选择性降低。     

C8芳烃中乙苯在纳米HZSM-5沸石上选择性催化裂解

本文采用自装的小型固定床常压反应器为反应器,以纳米HZSM-5沸石为催化剂,对混合C8芳烃中的乙苯选择性催化裂解脱烷基反应进行了研究。结果表明,反应温度对于各种碳八芳烃的异构体互相转化有重要影响。通过实验可知乙苯催化裂解后脱烷基反应的最小温度应是450-480℃左右。高的反应温度有利于提高乙苯转化率,但反应温度过高会导致乙苯侧链裂解,并产生二甲苯脱烷基等副反应。根据钠离子改性和NH3-TPD谱图、吡啶红外光谱表征发现,乙苯分子催化裂解脱烷基反应需要强酸中心。但过强的酸中心可能会加重乙苯侧链裂解反应和二甲苯脱甲基、氢转移等副反应。     

Ba-MCM-49分子筛上1-丁烯催化裂解性能的研究

以Ba-MCM-49分子筛为催化剂,纯1-丁烯为原料,考察了钡的含量,反应温度,原料空速及分压对烯烃催化裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响。实验表明,适量的钡修饰可以在一定程度上抑制氢转移及芳构化副反应的发生,从而提高了目标产物丙烯和乙烯的选择性。