表层富硅USY分子筛的制备及其催化性能研究

针对常规“水热超稳”工艺改性的USY分子筛性质和性能上的不足,将常规“二交二焙”的“水热超稳”工艺与原位硅改性方法结合,制备了表层富硅USY分子筛,并将其用于催化裂化(FCC)催化剂的制备;采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附、扫描电镜等表征手段对所制分子筛进行了表征,并通过ACE装置评价了所制FCC催化剂的性能。结果表明：表层富硅USY分子筛的结晶度、晶胞参数、比表面积、孔体积、表面酸性、微反活性等性质均明显优于常规USY分子筛;与由常规USY分子筛制备的FCC催化剂相比,重油在由表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂上裂化,其转化率提高3.70百分点,汽油收率和液体产物总收率分别提高了2.31百分点和1.32百分点,说明以表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂具有优良的催化性能。     

抗重金属污染的FCC催化剂的研制

采用微加压法扩试制备的ＵＳＹ为原料，分别进行酸、磷以及酸—磷复合的化学改性处理。以此改性分子筛作活性组分，并向基体中加入ＣＢＯ３组分制成ＦＣＣ催化剂，用微活装置对该催化剂进行了抗Ｖ、Ｎｉ污染的性能评价。试验结果表明：酸处理的ＵＳＹ分子筛与ＣＢＯ３结合制成的ＦＣＣ催化剂，具有较好的抗Ｖ、Ｎｉ污染能力，可提高活性３～５个单位。磷改性的分子筛与ＣＢＯ２结合制成的催化剂，可降低催化剂比积炭约２０％左右。酸—磷复合改性的分子筛与ＣＢＯ３结合制成的催化剂，既可提高催化剂的抗Ｖ、Ｎｉ污染能力，使活性提高２～４个单位，又可降低催化剂的比积炭约１８％左右。     

稀土超稳Y型分子筛催化裂化催化剂的研究

针对我国FCC汽油辛烷值偏低及FCC装置剂油比难以提得很高的现状,兰州炼化公司石化研究院开发了稀土超稳Y型裂化催化剂,在实验室对NaY分子筛的稀土改性制备工艺、稀土与磷对催化剂性能的影响进行了考察 。结果表明,提高稀土含量可以提高催化剂活性,但超过一定量则会降低汽油的MON;改性可使B／L酸比例提高,同时改善催化剂的活性、稳定性及抗磨性能。制备的REUSY催化剂,具有活性高、干气和焦炭选择性好、裂化汽油辛烷值较高的特点。     

HF酸改性USY分子筛催化剂催化合成乙基叔丁基醚

以异丁烯和乙醇为原料,HF酸改性USY分子筛(HF/USY)为催化剂,在固定床反应器中合成乙基叔丁基醚(ETBE)。在相同的操作条件下,分别以酸性树脂A-15、Hβ分子筛、USY分子筛和HF/USY为催化剂进行对比实验。结果表明,HF酸改性的USY分子筛催化剂具有较好的活性和选择性,HF酸对USY分子筛的改性作用明显。以HF/USY为催化剂,分别考察了温度、空速、压力等工艺条件对乙醇转化率和ETBE选择性的影响,得到适宜的醚化操作条件:温度110℃、空速(WHSV)5.0h-1、压力1.8MPa。在适宜的操作条件下,考察了催化剂的稳定性。实验结果表明,催化剂能够在短时间内迅速达到较高的反应活性,催化剂的单程寿命可以达到60h。催化剂重复使用3次,催化活性无明显降低。     

催化裂化过程中改性Beta分子筛多产异丁烯作用的研究

采用有机酸络合脱铝和磷改性的方法对Beta分子筛的孔结构、铝分布、酸性质进行了调变,对改性Beta分子筛的物化性质进行表征,并考察其水热稳定性及催化裂化增产异丁烯催化性能。结果表明:改性后Beta分子筛中非骨架铝减少,孔道通畅,B酸中心数量与L酸中心数量之比提高;水热稳定性提高,经800℃、100%水蒸气老化17h后,其轻油微反活性接近USY分子筛;将以改性Beta分子筛为活性组元的助剂添加到催化裂化催化剂中,可显著提高重油催化裂化过程的异丁烯收率。工业应用结果表明,使用改性Beta分子筛助剂后,液化气收率增加2.68百分点,其中丙烯收率增加1.01百分点,异丁烯收率增加0.54百分点,同时产品分布明显改善。     

分子筛酸性与硫化物裂解脱硫反应研究

采用不同元素对USY分子筛进行改性,得到不同酸性特征的分子筛催化剂,在MAT、固定流化床装置上进行评价,结果表明分子筛Lewis酸的增加有利于提高对硫化物的选择吸附和转化能力,进而起到降低FCC汽油中硫含量的作用.根据此研究规律,初步设计、制备并评价了降硫FCC催化剂,结果表明汽油中硫含量可降低30%以上.     

磷-过渡金属复合改性ZSM-5分子筛及其在增产丙烯催化剂中的应用

以磷酸氢二铵和过渡金属盐溶液为改性剂,ZSM-5分子筛为原料,采用过量溶液浸渍法制备了磷-过渡金属复合改性ZSM-5分子筛,并对其性质进行了表征。在此基础上,制备了用于增产丙烯的催化裂化(FCC)催化剂。选用中国石油兰州石化公司300万t/a FCC装置的混合原料,在ACE微反装置及XTL-5提升管装置上,对制备的催化剂反应性能进行了评价。结果表明:与改性前相比,改性后ZSM-5分子筛的颗粒分散均匀,粒径较小,B酸量/L酸量高,微反活性稳定性提高;采用改性后ZSM-5分子筛制备的FCC催化剂,催化性能明显提高,丙烯收率和选择性分别提高了2.63,2.01个百分点,重油收率降低了2.52个百分点,液化气和总液体收率分别提高了6.29,2.24个百分点,研究法辛烷值提高了0.85个单位。     

催化材料对轻质油品裂化性能及油品质量的影响

对USY型、ZSM-5分子筛以及活性载体材料裂化轻质油品的性能进行了研究.实验结果表明,USY型分子筛裂化活性高、裂化反应轻质油收率高,ZSM-5分子筛裂化活性次之,气体产率高,载体的活性相对较低;从汽油质量看,分子筛裂化更有利于降低汽油的烯烃含量,同时汽油辛烷值较高,Y型分子筛同时具有降低油品硫含量的作用.     

NiW?USY分子筛催化剂的煤焦油加氢裂化性能

以高硅铝比USY分子筛为裂化活性组分、Ni和W为加氢活性组分,采用共浸渍法制备了一系列不同USY分子筛含量的加氢裂化催化剂。使用NH3-TPD,BET,XRD,XPS,HRTEM等手段对催化剂进行表征,并以中/低温煤焦油加氢精制后柴油馏分为原料,在固定床加氢装置上考察催化剂的加氢裂化性能。结果表明:含USY分子筛的Ni-W催化剂具有较高的煤焦油加氢裂化活性,其裂化活性主要源于USY分子筛的酸性;适宜USY分子筛含量(30%)的催化剂在产品油质量收率大于95%的前提下,可使原料油的密度(20℃)由0.899 0g/cm3降至0.848 5g/cm3,多环芳烃几乎裂解完全,C/H摩尔比由7.32降至6.89,50%馏出温度由304℃降至270℃,同时可使十六烷指数由40.0升至43.5。     

捕钒钠剂对钒中毒USY分子筛结构和性能的影响

采用 MAT、XRD、NH3 -TG-TPD、BET技术 ,考察了钠离子与捕钒钠剂对钒中毒 USY分子筛结构和性能的影响。结果表明 ,钠离子的存在 ,加剧了 USY分子筛的钒中毒深度 ,导致分子筛晶体结构的进一步破坏 ,使分子筛的比表面积、孔容、表面酸量及裂解活性等性能明显降低。捕钒钠剂的加入 ,有效地保护了 USY分子筛晶体结构和酸性 ,提高了 USY分子筛裂化性能     

甲醇转化制丙烯ZSM-5分子筛催化剂的磷改性研究

为提升甲醇转化制丙烯(MTP)催化剂活性,采用等体积浸渍法对ZSM-5分子筛催化剂进行磷改性,考察了分子筛先磷改性再成型和分子筛先成型再磷改性两种改性工艺对MTP催化剂催化性能的影响.采用堆密度分析仪、ICP-OES和NH3-TPD等对催化剂进行了表征.结果表明,磷改性可以调变催化剂的酸性质,主要降低强酸中心的酸密度,...     

不同分子筛对n-C_(12)催化裂化转化规律的影响

以正十二烷(n-C12)为模型化合物,在固定床微反装置上考察了USY,β,ZSM-5分子筛单独使用及其相互配合使用对链烷烃裂化产物的碳数分布和烃类组成的影响,尤其是对低碳烯烃(丙烯和丁烯)选择性及其收率的影响,并通过XRD,BET,XRF,NH3-TPD,Py-FTIR等分析手段对所采用的3种分子筛的基本性质进行了表征。实验结果表明,强酸比例较高的β分子筛对n-C12的裂化活性明显高于USY分子筛,且对丁烯尤其是异丁烯的选择性较高;当β分子筛与ZSM-5分子筛混合作为n-C12裂化的催化剂时,低碳烯烃的选择性却低于USY分子筛与ZSM-5分子筛混合的催化剂;但β分子筛较强的裂化性能使其与USY和ZSM-5分子筛中的一种或两种混合时,具有较高的n-C12转化率,所以在一定程度上也可以增产低碳烯烃。     

重质费-托合成油在不同分子筛催化剂上的裂化反应性能研究

采用小型固定流化床实验装置,考察了活性组分分别为USY,Beta,ZRP分子筛的3种催化剂对重质费-托合成油裂化反应性能的影响,重点研究了不同分子筛催化剂对汽油产率及性质的影响。结果表明：USY催化剂作用下的汽油产率最高,汽油中异构烷烃质量分数高达39.87%;Beta和ZRP催化剂作用下的液化气产率分别高达52.44%和50.92%,且液化气中丙烯的浓度高。不同分子筛催化剂对重质费-托合成油催化裂化性能的差别在于其反应机理不同,重质费-托合成油在ZRP催化剂中主要发生单分子反应,而在USY催化剂中双分子反应很活跃;Beta催化剂中主要发生单分子反应,其双分子反应活性高于ZRP分子筛,但低于USY分子筛。     

磷改性β沸石作为活性组分对FCC催化剂性能的影响

以磷改性β沸石替代质量分数5%的USY沸石作为流化催化裂化(FCC)模式催化剂的活性组分,通过实验室轻油微反、固定-流化床装置评价其催化性能。结果说明,FCC催化剂中加入一定量磷改性β沸石可以提高原料油的转化率、降低催化剂的比积碳及催化裂化汽油的烯烃含量。针对不同的原料油,汽油研究法辛烷值有不同程度的提高。     

含碱土金属分子筛对FCC催化剂催化性能的影响

通过在FCC催化剂中引入含碱土金属的分子筛,提高了FCC催化剂的重油转化能力和氢转移反应活性,同时催化剂还保持良好的焦碳选择性,着重考察了含碱土金属分子筛中不同碱土金属离子和分子筛类型对FCC催化剂性能的影响;从催化剂酸性质的变化对含碱土金属分子筛的作用原因进行了初步的探讨。结果表明,含Mg,Ca分子筛的FCC催化剂具有重油转化能力强,氢转移反应活性高及焦碳选择性好等特点,含Mg,Ca分子筛的引入,改进了FCC催化剂的性能,这与催化剂酸性发生变化,即总酸量以及B酸对L酸的比例增加,特别是强酸量减少,中强酸比例提高有关。     

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。     

渣油催化裂化催化剂的概述

本文分别讨论了渣油FCC催化剂中沸石和载体的作用以及两者的复合作用.指出:超稳Y分子筛的水热稳定性、抗钒性能和焦炭选择性都优于传统的沸石,适合作为渣油FCC催化剂的活性主体.活性载体可以改善催化剂对重油的裂化性能,但是选择性会有所降低,因而载体的活性应与沸石的活性取得平衡;催化剂的沸石/载体比应该根据特定的操作需要以量体裁衣的方法来确定.     

结构优化分子筛的制备及其催化裂化性能：Ⅱ．结构优化分子筛的催化裂化性能

利用结构优化改性前后的分子筛作为活性组元制备出一系列催化剂，并通过重油微反及ACE—Model R^＋固定流化床评价其催化裂化性能，并进行了比较。结果表明，采用气相超稳制备的分子筛再经稀土离子优化改性后，用其制成的催化剂的催化裂化反应的转化率显著提高，重油裂化能力明显增强，汽油中烯烃的含量大幅度降低。     

丁基苯在不同分子筛催化剂上的催化裂化规律

以丁基苯为模型化合物,在小型固定流化床装置中研究了USY,Beta,ZSM-5分子筛催化剂上丁基苯的催化裂化转化规律。实验结果表明,在剂油质量比为6、反应温度由460℃升高至540℃的条件下,USY分子筛催化剂上丁基苯裂化反应的选择性小于90%;Beta分子筛催化剂上丁基苯裂化反应的选择性小于97%;甲基茚满和异构化产物的选择性相对较低;较高反应温度下(540℃),Beta分子筛催化剂上萘的选择性明显低于USY;ZSM-5分子筛催化剂上主要发生丁基苯的裂化反应,裂化反应的选择性高于95%;裂化产物主要是苯,选择性高于90%。     

碱改性对USY性质和MoNi/USY加氢脱氧性能的影响

分别采用无机碱NaOH和有机碱三乙醇胺(TEA)改性USY分子筛,并以改性USY为载体制备了MoNi/USY加氢脱氧催化剂。XRD、N_2吸附脱附、NH3-TPD、Py-IR等表征结果表明,碱改性改变了USY的孔结构和酸性,TEA改性USY的孔径、B酸和L酸量均高于NaOH改性USY的。作为小桐子油加氢脱氧催化剂的载体,USY的TEA改性优于USY的NaOH改性。