催化裂化催化剂铁污染研究

 选用2种工业催化裂化催化剂Cat-G和Cat-H，采用3种不同类型的铁污染源，参照Mitchell方法制备出被铁污染的催化剂，表征了它们的物化性质，并用轻油微反（MAT）和重油微反（ACE）评价它们的反应性能。结果表明，不同铁源的铁污染对催化剂相对结晶度和比表面积等物化性质上的影响程度存在很大差异，其中环烷酸铁产生的铁污染影响显著； ACE评价结果显示了2种FCC催化剂铁中毒后反应性能的差别，而MAT评价结果则无法区分；环烷酸铁类大分子沉积在催化剂颗粒表面造成催化剂铁中毒，同时还发现具有大孔基质的催化剂具备更强的抗铁污染性能。     

基于FIB-SEM和TEM的催化裂化催化剂元素分布研究

为了研究催化裂化(FCC)催化剂的失活机理,利用聚集离子束扫描电镜(FIB-SEM)制作透射电镜样品;采用扫描电镜、透射电镜、X射线荧光光谱、X射线能谱等手段,对FCC催化剂单个颗粒及其FIB切片的元素分布进行表征。结果发现：与新鲜剂相比,催化裂化过程中FCC平衡剂上沉积了Fe, Ni, V,Ca, P等元素;随着杂质元素沉积量的增加,催化剂的骨架密度逐渐增大;随着骨架密度增大,催化剂Fe, Ni, Ca含量提高,而其硅铝比、P含量、比表面积降低;Fe, Ni, P元素主要分布在催化剂颗粒外表面,V元素在催化剂内部和外部分布比较均匀。     

喷雾干燥成型法制备催化裂化催化剂的球形度影响因素分析

分析了催化裂化催化剂喷雾干燥过程中的不同形貌微球成型机理,考察了喷雾干燥成型工艺和催化剂浆液特性对催化剂球形度的影响。结果表明,在热空气的进出口温差约为260 ℃、载气量为1 500~2 000 m3/h、雾化机转速为5 000~14 000 r/min的喷雾干燥成型条件下,催化剂球形度相对较高,不小于0.85;通过增加催化剂浆液总固物质量分数、降低浆液黏度、优化使用黏结剂的类型及其用量,有益于提升催化剂球形度;通过综合优化喷雾干燥成型工艺和催化剂制备过程,可制备出具有实心结构、表面圆整的微球催化剂,所制备的原位晶化催化剂和助催化剂的球形度均大于0.90,半合成催化剂的大于0.88。     

粉末分子筛形貌的扫描电镜观察法

扫描电子显微镜具有分辨率高、景深大、制样简单等特点,能提供样品的显微形貌信息并可测量样品的几何尺寸.在石油化工领域,电镜已成为研究各种类型分子筛和催化剂表面形貌、微观结构等必不可少的手段.粉末样品的分析中发现,粉末颗粒之间容易聚集成团,影响试样表面及图像的清晰度.必须用分散技术使样品颗粒分散.针对不超过5μm的分子筛粉末考察了不同分散介质、不同的分散时间及镀膜条件对图像的影响,选取了最佳样品制备方法,得到了理想的分析结果.     

老化时间对催化裂化催化剂物性的影响

采用固定流化床老化装置,水热老化温度为800 ℃、100%水蒸气和常压条件下,对催化裂化催化剂进行2～70 h的老化试验,考察老化时间对催化裂化催化剂物性的影响。采用XRD、BET、NH3-TPD、Py-IR和微反活性等表征手段对选取的不同老化时间的11个催化剂样品进行分析。结果表明：随着老化时间的延长,催化裂化催化剂相对结晶度、比表面积呈先快速降低后缓慢降低的趋势;弱L酸酸量与弱B酸酸量比、强L酸酸量与强B酸酸量比呈先增加后降低的趋势;催化剂微反活性宏观上表现出先快速下降后趋于平缓的趋势。     

β-定向结晶聚丙烯催化剂的制备及其催化丙烯聚合的性能北大核心CSCD

合成了一种含有β晶成核剂组分的新型Ziegler-Natta催化剂BFC,将该催化剂用于丙烯聚合,采用SEM和POM等分析手段对BFC催化剂及丙烯聚合物的形态进行了表征,研究了催化剂的丙烯聚合反应动力学及聚合温度和氢气浓度对催化剂性能的影响。实验结果表明,BFC催化剂催化丙烯聚合的动力学曲线呈现典型的"缓慢衰减"特征,适宜的成核剂含量可提高BFC催化剂的丙烯淤浆聚合活性,BFC催化剂的氢调敏感,所催化合成的聚合物数均相对分子质量可调性强。表征结果显示,BFC催化剂具有良好的类球形颗粒形态,催化丙烯聚合可获得具有颗粒形貌的聚丙烯粒子,催化剂中的成核剂微粒随着聚丙烯粒子的生长而分散于树脂基体中,并诱导β晶的生成。     

利用显微分析技术优化催化裂化装置操作

利用显微分析技术,对两套催化裂化装置在不同工况下各部位采集到的催化剂样品进行显微观察与分析,并且将观察分析结果与催化剂的检测数据、装置操作参数、产品收率分布等数据进行对比,逐步建立起催化剂微观特征、工艺操作、产品之间的关联,达到根据显微分析结果对装置工艺操作进行优化的目的.应用结果表明,催化剂显微分析技术在炼油厂催化裂化装置工艺优化、运行故障分析等领域具有很好的应用前景.     

β-定向结晶聚丙烯催化剂的制备及其催化丙烯聚合的性能

合成了一种含有β晶成核剂组分的新型Ziegler-Natta催化剂BFC,将该催化剂用于丙烯聚合,采用SEM和POM等分析手段对BFC催化剂及丙烯聚合物的形态进行了表征,研究了催化剂的丙烯聚合反应动力学及聚合温度和氢气浓度对催化剂性能的影响。实验结果表明,BFC催化剂催化丙烯聚合的动力学曲线呈现典型的"缓慢衰减"特征,适宜的成核剂含量可提高BFC催化剂的丙烯淤浆聚合活性,BFC催化剂的氢调敏感,所催化合成的聚合物数均相对分子质量可调性强。表征结果显示,BFC催化剂具有良好的类球形颗粒形态,催化丙烯聚合可获得具有颗粒形貌的聚丙烯粒子,催化剂中的成核剂微粒随着聚丙烯粒子的生长而分散于树脂基体中,并诱导β晶的生成。     

石油产品颗粒度测试影响因素的研究

报道了不同测试条件对不同油品类型润滑油颗粒度测试结果的影响,对比分析了稀释剂选择、稀释步骤影响、前处理步骤(超声或加热)、静置时间及水掩蔽剂等条件对颗粒度测试结果差异.结果表明:煤油更适用于润滑油稀释测试,稀释步骤对颗粒度测试结果影响可控,超声步骤能将样品分散均匀,静置时间在5 m in内进行测试对结果干扰较小,样品含水量在0.05％ 以下使用水掩蔽剂稀释后,数值准确性较高.在润滑油颗粒度测试中,选用煤油作为稀释剂,超声后5 min内测试可达到较好的测试结果.     

含介孔结构Y型分子筛的制备及其在催化裂化反应中的应用

釆用水热法分别以三嵌段聚合物（F127）和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂制备含有介孔结构的Y型分子筛,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、N2吸附-脱附和氨气程序升温脱附等技术对分子筛进行表征。以水热处理后的超稳Y（USY）分子筛为原料合成催化剂,考察多级孔结构Y型分子筛对轻柴油催化裂化性能的影响。X射线衍射和扫描电镜结果表明,合成过程中模板剂的加入对Y型分子筛的结构和形貌没有影响。N2吸附-脱附和酸性分析结果表明,模板法合成的USY分子筛较常规USY分子筛的介孔孔体积和总酸量增大。由于孔道结构和酸性的双重影响,模板法合成催化剂的催化裂化性能高于常规方法合成催化剂的催化裂化性能。催化裂化反应结果表明,以F127为模板剂合成的F-MCAT样品表现出较好的催化性能,其微反活性比未加模板剂的催化剂样品高3.89百分点。     

FCC催化剂颗粒的形貌特征初探——显微观察照相技术的工业应用

由于电子显微分析能够提供微小颗粒的表面形貌和几何结构的有关信息,所以,自FCC微球催化剂诞生以来,电子显微镜便成为表证其性能的重要工具,在各国得到普遍应用。应用显微观察照相技术,对各种状态下的FCC催化剂,包括新鲜剂、平衡剂、待生剂和再生剂等颗粒形态进行了观察。描述了催化剂在不同工艺条件下的颗粒形貌,如新剂是否细粉太多,大颗粒是否空心,是否由多个小颗粒粘结而成;再生剂烧焦比例是否合适;在用催化剂是否金属中毒等。根据催化剂颗粒形貌和色泽的变化,进行了FCC装置故障诊断和优化操作,取得了显著效果,增加了炼油厂的经济效益。     

循环流化床颗粒输送斜管的压力脉动特性

以循环流化床输送斜管为研究对象,通过改变颗粒质量流率,测量斜管内蝶阀上、下两处的动态压力。结果表明,随着颗粒质量流率增加,蝶阀上、下方颗粒的流动形式均发生变化,斜管内的颗粒流态发生变化,动态压力的波动幅度逐渐增加。蝶阀下方的动态压力标准偏差与颗粒质量流率呈线性关系,能够用于表征循环流化床的颗粒质量流率。压力脉动的小波分析表明,斜管内蝶阀上、下方均存在一个主频,是由于斜管自身的流动结构所致,但蝶阀下方还存在一个次频,是由于气体脉动以及气、固两相的相互作用所致,且次频所占能量随颗粒质量流率增加而降低。斜管下料产生的脉动压力是一种低频压力,是斜管振动的激振源。     

离子液体修饰纳米四氧化三铁作添加剂对硅基润滑脂摩擦学性能的影响

分别用3种不同的咪唑六氟磷酸盐离子液体修饰纳米Fe3O4颗粒作添加剂,制备了不同的硅基润滑脂,用GEST-121型体积表面电阻率仪测定润滑脂的体积电阻率,MTF-R4000型往复摩擦磨损试验机考察了硅基润滑脂的摩擦学性能,通过扫描电子显微镜（SEM）观察了磨痕表面形貌。结果表明：离子液体修饰后的纳米Fe3O4能够进一步提高润滑脂的摩擦学性能,降低体积电阻。其优异的摩擦学性能和低电阻特性归结于纳米Fe3O4粒子与离子液体极性的相互作用。     

催化裂化催化剂物料砂磨工艺的考察

应用ＳＫＲ－８０型砂磨机，对多种催化裂化催化剂物料进行了砂磨试验，找出了沸石结晶度、粒度等物料性质在砂磨过程中的变化规律。并着重考察了待磨催化剂的耐磨强度、流量等对磨后粒径的影响，获得了一些微球物料的砂磨曲线。从而为工业生产采用砂磨机提供了一定的试验依据。     

矢量优化技术在FCC进料喷嘴开发中的应用(Ⅰ)——"外部矢量"的优化

采用大型冷模实验,结合多种现代多相流测试技术,考察了FCC提升管内催化剂和原料油的流动、混合状况.通过引入4个新参数:射流相无量纲特征浓度(反映射流的扩散速度)、颗粒密度分布均匀性指标(反映催化剂颗粒分布的均匀程度)、颗粒相返混比(反映催化剂颗粒的返混)和特征浓度剂油比(反映剂油的浓度"匹配"),定量比较了不同喷嘴出口射流速度对提升管内多相流场的影响.从优化提升管内油-剂流动、混合效果的角度出发,对进料雾化喷嘴的两个"外部矢量"进行了优化:一是喷嘴出口射流速度应控制在65～70 m/s,二是采用"气体内构件"来调控提升管内流场.工业应用的效果表明,进料雾化喷嘴"外部矢量"的优化切实有效.     

小晶粒ZSM-5的表征、磷改性及其在多产丙烯FCC催化剂中的应用

ZSM 5是催化裂化催化剂中的重要组分,对于增加丙烯产率有显著作用。采用XRD、SEM和粒度分析(SDP) 表征了常规(大晶粒)和小晶粒2种ZSM 5分子筛。对这2种ZSM 5分子筛进行磷改性,并对它们进行水洗实验,考察改性元素流失情况。以上述2种磷改性ZSM 5分子筛制备FCC催化剂,采用磨损指数、固定流化床装置(FFB)等方法评价催化剂催化性能。结果表明,小晶粒ZSM 5分子筛与常规ZSM 5分子筛相比,相对结晶度高,平均粒度显著小,颗粒分散均匀,条状物少。对小晶粒ZSM 5分子筛进行磷改性,可以减少改性元素的流失,进而大幅提高催化剂活性稳定性;磷改性小晶粒ZSM 5分子筛在800℃下水热处理17 h,结晶度保留率达到976%。采用磷改性小晶粒ZSM 5分子筛制备FCC催化剂,可以大大降低催化剂的磨损指数,同时增加对丙烯的选择性,提高丙烯产率。工业应用表明,丙烯产率可以提高074百分点。     

矢量优化技术在FCC进料喷嘴开发中的应用(Ⅰ)——"外部矢量"的优化

采用大型冷模实验,结合多种现代多相流测试技术,考察了FCC提升管内催化剂和原料油的流动、混合状况.通过引入4个新参数:射流相无量纲特征浓度(反映射流的扩散速度)、颗粒密度分布均匀性指标(反映催化剂颗粒分布的均匀程度)、颗粒相返混比(反映催化剂颗粒的返混)和特征浓度剂油比(反映剂油的浓度"匹配"),定量比较了不同喷嘴出口...     

车屑螺旋状填充质HGMS处理FCC废催化剂

选用车屑螺旋状填充质高梯度磁分离对ＦＣＣ废催化剂进行了分离处理，并对分离后的催化剂进行了活性检验。试验表明：通过ＨＧＭＳ可将废催化剂分离，主要影响回收率及分离后催化剂中Ｎｉ含量的有背景场强、给矿流量、给矿量等因素。通过循环分离试验，可将不同金属含量的废催化剂分出，其活性随Ｎｉ含量降低而增加，其中活性达７７的催化剂占催化剂总量近４０％。     

FCC废催化剂精制润滑油研究

对3种FCC废催化剂和白土精制润滑油进行试验，结果表明，废催化剂有一定的吸附作用，能替代部分白土，所得基础油能满足质量指标，且未发现造成金属污染，工业试生产的结果与实验室试验结果基本一致。     

催化裂化过程中镁铝尖晶石捕钒性能及机理研究

在固定流化床(FFB)评价装置上考察了催化裂化过程中含磷镁铝尖晶石捕钒性能。结果表明:含磷镁铝尖晶石与不同稀土含量的裂化催化剂具有较好的匹配性,能够明显改善重金属污染催化剂的产品分布,当主催化剂中稀土质量分数高达4.5%时,总液体收率可提高0.6百分点,焦炭选择性有所改善,干气选择性基本相当;与FCC催化剂相比,含磷镁铝尖晶石可以优先捕集卟啉钒并形成稳定的化合物,进而在水蒸气老化过程中减弱钒对裂化催化剂的破坏。