BaX分子筛吸附C8芳烃作用机理

采用正则系综蒙特卡洛方法模拟等量4种C₈芳烃分子分别在SiFAU和BaX分子筛上的吸附行为,并结合量子化学计算和波函数分析,基于分子筛组成和结构、C₈芳烃分子结构和电子分布特征进行吸附机理研究。蒙特卡洛模拟结果表明：4种C₈芳烃分子的密度分布主要在分子筛超笼内,吸附能分布近似为正态分布,吸附状态多样化;SiFAU上吸附位随机且范围广,但对二甲苯无选择性;BaX上吸附位集中在超笼内的Ba附近,平均吸附热由高到低的顺序为对二甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯,与BaX分子筛对C₈芳烃吸附选择性的实验结果顺序一致。波函数分析结果表明,4种C₈芳烃分子静电势分布相似,芳环区域静电势为负,静电势极小值点偏离于取代基方向。考虑乙苯侧链柔顺性,将C₈芳烃分子的负静电势面积与其在BaX分子筛上的平均吸附能进行关联,阐明电子分布特征对吸附性能的影响。     

BaX分子筛吸附分离C8芳烃过程中的尺寸筛分机理

通过量子化学方法考察侧链与芳环二面角变化对乙苯分子结构稳定性的影响,进一步通过分子动力学讨论乙苯分子在SiFAU和BaX分子筛中扩散时的柔顺性;结合量子化学方法和波函数分析,分别研究了邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯4种C₈芳烃异构体在电子密度为0.002等值面确定的三维尺寸信息,以及SiFAU和BaX分子筛超笼簇模型的静电势和孔口尺寸。结合C₈芳烃在分子筛中的扩散结果可知,4种C₈芳烃异构体皆可扩散通过比自身尺寸稍小的分子筛孔口。因此,在根据尺寸筛分机理筛选吸附剂时,需要综合考虑分离组分分子的表面电子特征。     

C8芳烃异构体在X型分子筛上的吸附平衡参数和传质系数研究

采用静态吸附法,在177 ℃、0.8 MPa条件下测定各C8芳烃异构体在Ba2+离子交换后的X型分子筛吸附剂上的吸附量,得到各C8芳烃异构体在吸附剂上的饱和吸附量和吸附平衡常数。利用脉冲实验法分别对各C8芳烃异构体在吸附剂上的吸附分离过程进行研究,得到各异构体的脉冲响应曲线,采用Aspen Plus软件对脉冲曲线进行拟合,计算各芳烃异构体的传质系数。采用以混合C8芳烃为有效吸附组分的脉冲液进行参数验证实验,将实验结果与采用Aspen Plus软件根据所得参数拟合的响应曲线进行对比,验证了所得参数的可靠性。     

纳米ZSM-5分子筛在C10芳烃轻质化中的催化性能

以C10芳烃中的主要组分四甲苯和二乙苯为模型化合物,用脉冲反应器研究其在纳米ZSM-5分子筛催化剂上的轻质化反应。结果表明：在纳米ZSM-5上,低温时均四甲苯主要进行异构反应,高温时则发生脱烷基反应和烷基转移反应,反应空速对该反应的竞争影响较大;二乙苯主要进行脱烷基反应;若以BTX（苯、甲苯、二甲苯)的生成量最大为目标,则这两类反应物均宜在低温和高催化剂用量的条件下进行反应,这也可作为工业C10混合芳烃轻质化的最佳反应条件。     

对二甲苯和对二乙基苯在BaX分子筛吸附剂上吸附平衡的研究

用分子筛吸附剂从混合 C_8芳烃中分离对二甲苯,比过去使用的深冷结晶法和络合分离法投资少、流程短、收率高、生产费用低等优点。七十年代末,我国从美国UOP 公司引进 PAREX 技术。同时也促进了     

VGO分子在FAU分子筛中的扩散研究

应用分子模拟技术计算了VGO模型化合物中刚性基团的尺寸和VGO分子尺寸,利用分子动力学模拟在800K催化裂化反应温度下VGO分子在FAU型分子筛内的扩散过程,并通过计算扩散穿透距离,研究不同类型VGO分子在FAU型分子筛内扩散能力的差异。结果表明:分子中刚性基团的尺寸和VGO分子碳链长度是影响VGO分子在FAU型分子筛内扩散能力的主要因素;直链烷烃的链长增加,烃分子在扩散时易发生卷曲,扩散能力降低;环烷烃、芳烃环数的增加或分子中含有支链会增加烃分子刚性基团的尺寸,进而降低烃分子的扩散能力;烃分子与多环芳烃混合进行扩散,难扩散的多环芳烃占据分子筛孔道,堵塞孔道而降低易扩散烃分子的扩散能力。     

芳烃联合装置C8芳烃异构化催化剂的应用对比

介绍了RIC-200和RIC-270两种C8芳烃异构化催化剂在中国石化海南炼油化工有限公司两套采用国内自主技术建设的芳烃联合装置上的工业应用情况.通过对比两种催化剂的装填、干燥、投料开车等过程以及装置的运转和标定结果,分析两种催化剂的性能特点.结果表明,与RIC-200催化剂相比,RIC-270催化剂在异构化活性和乙苯...     

新型C8芳烃异构化催化剂性能考察

介绍了新型C8芳烃异构化催化剂RIC-200的实验室和工业应用情况,并与SKI-400催化剂进行对比。工业应用结果表明：RIC-200催化剂的性能随工艺条件变化的趋势符合实验室规律;具有提温速度慢、反应压力升高不仅可以使乙苯转化率增加同时也可以使异构化活性增强、氢烃摩尔比低和氢耗少、C8芳烃收率稳定的特点。新型RIC-200催化剂的工艺条件适应性好。     

C8芳烃异构化技术的选择研究

阐述了乙苯脱乙基型和乙苯转化型C8芳烃异构化催化剂在反应活性、工艺条件、产品分布和处理量等方面的技术特点，结合上海石化新建600 kt/a芳烃联合装置项目情况，从催化剂的性能、联合装置物料平衡的测算结果、对二甲苯产出率等方面对不同技术路线进行了比较分析，在充分考虑原料特点的前提下，确定上海石化新建芳烃联合装置选择使用脱乙基型C8芳烃异构化催化剂。经济分析结果表明，所选技术路线具有装置投资省、目标产品生产成本相对较低的特点。     

BaX型分子筛上对二甲苯吸附选择性影响因素研究

为获得较高的对二甲苯选择性,采用脉冲实验对BaX分子筛进行评价,系统研究了分子筛骨架硅铝比、钠离子交换度和含水率对分离系数的影响规律。结果表明：分子筛骨架硅铝比从2.01增加至2.53时,对二甲苯相对于间二甲苯（βP/M）、邻二甲苯（βP/O）的分离系数均先增大后减小,骨架硅铝比为2.2~2.4时二者达到最高点;对二甲苯相对于乙苯（βP/E）的分离系数呈线性减小趋势;钠离子交换度越高,分离系数βP/E,βP/M,βP/O随之增大,钠离子交换度大于94.3%时三者达到最大值;BaX分子筛的含水率从2.0%增加至8.2%时,分离系数βP/E,βP/M,βP/O均先增大后减小,含水率为4.0%~5.0%时选择性最佳;在二元混合体系下通过静态吸附平衡测定对二甲苯相对于对二乙苯（βPX/PDEB）的分离系数,较高骨架硅铝比BaX分子筛的βPX/PDEB随对二甲苯质量分数的变化较小,且更接近于1.0。     

C_8芳烃异构化技术应用优化分析

针对芳烃联合装置中的C_8芳烃异构化催化剂及工艺技术,重点从催化剂类型的选择、苛刻工况条件下的应对策略、运行工艺参数的优化调整、工艺组合的技术效果等方面进行了分析和讨论,旨在完善以催化剂为核心的C_8芳烃异构化单元技术在芳烃联合装置操作中的应用方法。通过阐述各种工况条件下C_8芳烃异构化催化剂的活性、选择性、稳定性与工艺参数控制和应用技术效果之间的关系,进一步明确了实际应用过程中的调整方向,并针对性地提出了优化节能措施和建议。     

The Effect of Metal Introduced Over ZSM-5 Zeolite for C9 Heavy Aromatics Hydrodealkylation

Abstract

Five different (Bi, Ni, Mo, Pt, H)/ZSM-5 catalysts were tested for hydrodealkylation (HDA), isomerisation, dehydrogenated, cyclistion, and poly-alkyl-aromatics activities. Experiments were performed in a fixed-bed microreactor between 300°C and 420°C, at a total pressure of 0.8 MPa and a liquid hourly space velocity of 1.0 h^?1. Pt (Mo)/ZSM-5 catalysts enhanced activity in terms of better balance between metal nanoparticles formed and acid sites. Pt-loading catalysts were the best overall catalysts, producing high C₉ alkyl-aromatics (isopropylbenzene) conversion (95.9%), high HDA selectivity (92.2%), and relatively low reaction temperature. Mo-loading catalysts, despite producing the high conversion, required the higher reaction temperatures.     

SKI-400D型C8芳烃异构化催化剂的工业应用

针对间二甲苯装置工况．开发了专用于生产间二甲苯的SKI-400D型C8芳烃异构化催化剂。该催化剂在中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司聚酯事业部间二甲苯装置上替代SKI-500型催化剂，在主要设备不作改动的情况下，使装置产量由设计35．6kt／a提高到40．0kt／a，收率由83.3％提高到91．0％。     

脱乙基型C_8芳烃异构化技术的研发进展及应用

综述了脱乙基型C8芳烃异构化催化剂及工艺技术的研发进展和应用现状,基于各专利商开发的脱乙基型催化剂的性能和应用分析认为,这一类型的催化剂具有适于高空速、低氢烃比下使用的工艺特点和异构化活性高、乙苯转化能力强的性能特征;同时发现,因装置能力和运行能耗等方面的优势,近十年来,该类型催化剂的市场占有率逐步增加,得到更多用户重视。     

新型C_8芳烃异构化催化剂Ⅱ.工艺条件的研究

选用具有独特结构的十二元环中孔分子筛为酸性组元,制备了新型C8芳烃异构化催化剂,研究了工艺条件对催化剂性能的影响,并考察了该催化剂的稳定性。实验结果表明,该新型C8芳烃异构化催化剂具有较高的活性和选择性,能在较高的空速下运行。优化的工艺条件为:反应压力0.75～0.85MPa,反应温度375～385℃,重时空速4.0～5.0h-1,氢油摩尔比3.8～5.0。在该工艺条件下,经过1000h的长周期运行考察,该催化剂的稳定性良好。稳定性实验的平均结果为:产物中对二甲苯(PX)平衡浓度(即PX在二甲苯中的质量分数)23.54%,乙苯转化率28.21%,C8烃收率98.38%。     

沸石膜的扩散性能研究

建立了管式膜扩散试验装置和其扩散的数学模型，用于测定不同组份在无机膜上的有效扩散系数。考察了在自制二氧化硅膜和沸石膜上的乙苯、乙醇、水和二甲苯等物质的有效扩散性能。结果表明，这两种膜的扩散机制不同，前者属于努森扩散，后者具有分子筛分性能。     

重整C_9芳烃的综合利用

重整Ｃ９芳烃主要来源于炼厂重整装置二甲苯塔底油,其组成相对简单,含有大量的偏三甲苯、甲乙苯、均三甲苯和连三甲苯等,是发展精细化工的宝贵资源,具有很高的附加值。我国重整Ｃ９芳烃的利用起步较晚,金陵石化公司南京炼油厂于８０年代初首先分离出纯度大于９８％的...     

多级孔ZSM-5分子筛催化剂对四氢萘加氢裂化多产轻质芳烃反应的影响

采用碱处理法制备了多级孔ZSM-5分子筛,并分别以多级孔ZSM-5分子筛和常规ZSM-5分子筛作为酸性组分制备了加氢裂化催化剂。采用氮气吸附-脱附、X射线衍射光谱、吡啶吸附红外光谱、氨气吸附-脱附、透射电镜等分析手段对分子筛样品进行表征。采用高压固定床微型反应装置对四氢萘在加氢裂化催化剂上的加氢裂化反应性能进行评价。结果表明：在反应温度350 ℃、氢分压4 MPa、氢/油体积比500/1、质量空速5.9 h^-1、反应时间2 h的反应条件下,与常规ZSM-5分子筛加氢裂化催化剂相比,多级孔ZSM-5分子筛加氢裂化催化剂对四氢萘的转化率提升了10百分点以上,BTX收率提升了2～8百分点,开环反应选择性提高了约20百分点。这是因为介孔的引入提高了四氢萘对分子筛内部酸性位点的可接近性,是提高其开环反应选择性和BTX收率的关键因素。