Physicochemical Properties and Catalytic Performance of a Novel Aluminosilicate Composite Zeolite for Hydrocarbon Cracking Reaction

A novel micro-micro/mesoporous aluminosilicate ZSM-5-Y/MCM-41 composite molecular sieve with a MCM-41 type structure was synthesized through a novel process of the self-assembly of CTAB surfactant micellae with silica-alumina source originated from alkaline treatment of ZSM-5 zeolite.The physical properties of the ZSM-5- Y/MCM-41 composite molecular sieve were characterized by XRD,Py-FTIR and N_2 adsorption-desorption techniques. Different kinds of molecular sieves including ZSM-5,Y zeolite,Al-MCM-41,ZSM...     

分子筛类型对正戊烷催化裂解反应性能的影响

为了解决石脑油中正戊烷难以高效催化裂解为低碳烯烃的问题,先采用Aspen Plus模拟软件对正戊烷的催化裂解反应进行热力学平衡分析,然后考察分子筛类型对正戊烷催化裂解的低碳烯烃收率和选择性的影响规律。对正戊烷的催化裂解反应进行热力学分析的结果表明,当反应温度高于650 ℃时,丙烯和乙烯的质量比m(C₃H₆)/m(C₂H₄)<1,且低碳烯烃(C₂H₄+C₃H₆+C₄H₈)的收率开始增速缓慢。因此,综合考虑m(C₃H₆)/m(C₂H₄)和低碳烯烃收率,选择在反应温度650 ℃下考察正戊烷在不同类型分子筛上的催化裂解反应性能。结果表明：在MTT分子筛上催化裂解的低碳烯烃选择性较高,在温度为650 ℃、压力为0.1MPa、MHSV为540 h^-1的反应条件下,正戊烷在MTT分子筛上催化裂解的低碳烯烃(C₂H₄+C₃H₆+C₄H₈)选择性为55.21%。通过对催化裂解过程的裂解和氢转移反应的分析,表明小孔径的MTT分子筛能够抑制双分子反应,包括双分子裂解反应和双分子氢转移反应,从而提高低碳烯烃的选择性。     

催化裂化气体烃收率关联模型

在小型固定流化床反应装置上进行蜡油和渣油催化裂化反应试验，经参数估计确定关联模型参数，建立与气体＋焦炭收率、汽油收率及蜡油和减压渣油结构族组成关联的催化裂化气体烃收率关联模型。统计检验结果表明，所建模型具有较高的计算精度。     

Study on Synthesis and Catalytic Performance of Hierarchical Zeolite

A kind of hierarchical zeolite catalyst was synthesized by hydrothermal method. X-ray diffraction （XRD） and nitrogen adsorption-desorption method were used to study the phase and aperture structure o（ the prepared catalyst. Infrared （IR） spectra of pyridine adsorbed on the sample showed that the hierarchical zeolite really had much more Bronsted and Lewis acidic sites than the HZSM-5 zeolite. The catalytic cracking of large hydrocarbon molecules showed that the hierarchical zeolite had a higher catalytic activity than the HZSM-5 zeolite.     

不同元素改性ZSM-5分子筛在轻烃催化裂解中的应用

ZSM 5分子筛由于具有适宜的孔道和酸性质以及良好的抗结焦能力,常被用作轻烃催化裂解催化剂的主要活性组元或载体。为了更好地提高低碳烯烃(C=2~C=4)选择性和产率,需要对ZSM 5分子筛进行改性,通过调整酸性位数量与强度,提高其催化性能,使之成为优良的烃类裂解催化剂。笔者以轻烃催化裂解反应为主,综述了碱金属及碱土金属离子、过渡金属离子或氧化物、稀土离子或氧化物和磷等4种元素改性ZSM 5在轻烃催化裂解中的应用,重点论述了4种元素改性对ZSM 5酸性质以及轻烃催化裂解性能的影响。最后提出了元素改性ZSM 5分子筛研究中还需解决的问题并对其前景进行了展望。     

催化裂化C_4烃催化转化增产丙烯

在小型固定流化床实验装置上,考察了4种有代表性的催化裂化C4烃在普通催化裂化催化剂上增产丙烯的反应规律,并对普通催化剂以及加入助剂时丙烯收率的变化进行了初步探索。实验结果表明,C4烃在反应温度为400~600℃内的催化转化,主要遵循正碳离子反应机理,C4烃部分催化转化生成丙烯;C4烃中的烷烃几乎不参加反应;低温对异丁烯和正丁烯转化有利,高温对2-丁烯转化有利;异丁烯的最佳反应温度为450℃左右;加入质量分数10%的LCC-A增产丙烯助剂,丙烯收率和芳烃收率分别提高到10%左右。     

纳米片型MFI分子筛催化裂解正己烷性能研究

针对传统的ZSM-5仅具有微孔结构、扩散路径长、易失活等缺陷,合成了纳米片型MFI分子筛（MFI-Al）,并进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、吡啶吸附红外和N₂吸附-脱附表征。与传统的ZSM-5相比,MFI-Al具有更高的比表面积（479 m²/g）、更多的介孔结构、超薄的片层结构以及更大的孔容（1.05 cm³/g）。利用固定床反应器,将其应用于催化裂解正己烷来评价其催化活性,并与ZSM-5进行对比。结果表明：MFI-Al具有更好的催化活性。MFI-Al催化正己烷的转化率在720 min后依然保持在80%左右,远高于ZSM-5催化的转化率（40%）。MFI-Al的丙烯选择性也高于ZSM-5。MFI-Al的积碳量仅为50.1 mg/(g cat),低于ZSM-5的积碳量（117.3 mg/(g cat)）。因此,MFI-Al因其特殊的形貌结构以及适量的酸性,增加了分子扩散效率和酸性位点的可接触性,使其具有更高的催化性能。     

Al-ITQ-13分子筛的碱改性及其催化裂化性能

以粗孔硅为硅源、拟薄水铝石为铝源直接合成了Al-ITQ-13分子筛原粉,然后利用不同浓度的NaOH溶液对Al-ITQ-13分子筛进行碱改性,并采用XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和吡啶吸附FTIR等方法对碱改性前后的Al-ITQ-13分子筛进行了表征;以正辛烷催化裂化作为模型反应,考察了碱改性前后Al-ITQ-13分子筛的催化性能。实验结果表明,经碱改性的AlITQ-13分子筛的比表面积、微孔比表面积、总孔体积和微孔体积均有所增大;酸强度降低,中强酸量增加。在500℃、催化剂用量50 mg、0.1 MPa、在线反应15 min的条件下,Al-ITQ-13分子筛的催化活性及乙烯、丙烯选择性与工业ZSM-5分子筛相当,而经0.20 mol/L NaOH溶液处理的Al-ITQ-13分子筛的低碳烯烃(乙烯和丙烯)选择性比未经碱改性的Al-ITQ-13和工业ZSM-5分子筛分别提高了8.10,7.09百分点。     

Excellent Cracking Performance of Macroporous Amorphous Aluminosilicate Catalyst

Micrometer-scale macroporous aluminosilicate catalyst was prepared via the sol-gel process.Results of catalytic cracking of 1,3,5-triisopropylbenzene showed that the synthesized aluminosilicate catalyst exhibited much higher activity than traditional ZSM-5 zeolite under the same condition.It is worth mentioning that the polymer product selectivity of aluminosilicate was much lower than that of ZSM-5,which might be useful for implementing the catalytic cracking process.The unique structure of macroporous ...     

孔道清理改性对水热超稳分子筛催化裂化性能的影响

考察了孔道清理改性对水热超稳分子筛催化裂化性能的影响,分别以经过孔道清理改性的分子筛及未经孔道清理改性的分子筛为活性组元制备催化剂,并对催化剂的物化性能及催化裂化性能进行了比较。结果表明,孔道清理改性能够使得所制备的催化剂孔体积及比表面积增大,水热稳定性及重油裂化能力明显增强,总液体收率及汽油收率显著增加,汽油选择性增大,焦炭选择性明显改善。     

废聚苯乙烯的热裂解与催化裂解

对废聚苯乙烯(WPS)的热裂解与催化裂解进行了研究,考察了反应温度、反应时间及催化剂用量对裂解率、产油率和各产物选择性的影响。实验结果表明,WPS的裂解产物主要是苯乙烯,副产物为苯、甲苯、乙苯和α-甲基苯乙烯。无论是热裂解还是催化裂解,裂解率和苯乙烯选择性均随反应温度的升高而增大;延长反应时间,裂解率增大,但苯乙烯选择性下降。在反应温度380℃、反应时间60min的条件下,催化剂用量(相对于WPS的质量分数)由2.0%增至8.0%时,裂解率由75.0%降至61.2%,产油率在90.0%以上;副产物α-甲基苯乙烯的选择性与催化剂的用量成正比。WPS裂解制取苯乙烯具有工艺简单、成本低等优点,具有较好的经济效益和社会效益。     

催化裂化反应深度的研究与应用

由于流化催化裂化(FCC)原料组成、产品收率、目的产品组成与性质均已发生巨大变化,原料转化率已不能准确地反映现代FCC的实际反应深度。在研究催化裂化一次反应和二次反应的基础上,把催化裂化反应分为3类：即分子数量增加但相对分子质量减小的化学反应、分子数量减少但相对分子质量增加的化学反应和分子数量与相对分子质量基本不变的化学反应。提出了催化裂化反应深度指数的定义和计算方法,并用其计算了6套大型工业FCC装置的反应深度指数。结果表明,反应深度指数涵盖了裂解反应、缩合反应和中间产物二次反应进行的程度,反应深度指数比原料转化率或重油转化率能更显著地衡量催化裂化反应深度的变化。     

分子筛孔结构对轻烃催化裂解性能的影响

采用无机碱处理脱硅方法制备了具有不同孔结构的ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外吸附(Py-FTIR)、N₂吸附/脱附对分子筛进行了表征,将其应用于轻烃催化裂解反应考察其性能差异。结果表明,碱处理脱硅制备的微孔-介孔分子筛结合了微孔的催化性能、择形选择性和介孔的优异扩散性能。对于目的产物是低碳烯烃的烃类催化裂解反应而言,同时具有适宜微孔和介孔孔分布的分子筛体现出更优异的催化性能。同碳数的直链烷烃正辛烷和环烷烃乙基环己烷,虽然其分子结构不同,但在具有更短扩散路径和更大外表面积的4^#-ZSM-5分子筛上,正辛烷和乙基环己烷催化裂解均表现出更高的反应活性稳定性和低碳烯烃产物选择性;在相同孔结构分子筛条件下,环烷烃乙基环己烷的总体反应活性低于相对应的直链烷烃正辛烷。     

乳化重油催化裂化反应的研究

用乳化重油和纯重油为原料进行催化裂化反应,在相同操作条件下,分别研究了它们对裂化产品分布、生焦量、产品质量、裂化催化剂性能等主要指标的影响。结果表明,乳化油比纯重油液体产率提高2．91％、液化气增加1．33％、生焦量下降2．32％、干气量稍低;乳化油汽油辛烷值为93．4,而纯重油汽油辛烷值93．0;两者对裂化催化剂性能的影响相当。     

催化裂化反应生焦动力学模型

在小型固定流化床反应装置上进行催化裂化反应试验，经参数估计确定生焦动力学参数，建立催化裂化反应生焦动力学模型。统计检验结果表明，１级失活生焦模型具有较好的拟合试验数据能力。为了改进所建模型，将动力学参数与原料油组成进行关联，取得良好结果。     

重油分级催化裂化反应性能

 利用小型固定流化床实验装置,对重油中不同馏程范围馏分裂化性能进行研究,发现重油中存在反应性能差异明显的两类馏分,且在减压渣油中仍含有部分优质馏分,依此采用分级方法将重油分为优质、劣质裂化原料。实验对比了各分级点分级后重油的催化裂化产物分布,也对比了重油分级前后催化裂化反应产物分布的变化。结果表明,适当提高分级点温度,将减压渣油中的一部分馏分切入优质原料,通过分别裂化可以改善重油整体的产物分布,并确定了长庆、济南重油适宜的分级点分别在500~540℃和500~520℃范围。分级后针对不同性质原料匹配各自的反应区间,重油整体的轻质油收率提高,焦炭和干气的收率降低;且随着催化裂化原料掺炼渣油比例的增加,采用重油分级催化裂化提高目的产物的优势越明显。     

Development and Commercial Application of a Novel Catalyst DVR—1 for Catalytic Cracking of Daqing Vacuum Residue

A newly developed catalyst type DVR-1 for catalytic cracking of Daqing vacuum resid was put into use in a commercial VRFCC unit,This catalyst features uniquely active matrix and modified ultra-stable zeolite.The commercial application results show that the DVR-1 type catalyst has the advantage of high heavy oil conversion,good metal tolerance nd gooed stability for catalyst regeneration,The FCC tests have shown Favorable product distribution,acceptable product quality and enormaous economic benefits whe processing the feedstock containin 75%-100% Daqing VR.     

碳五烯烃裂解制取丙烯/乙烯热力学分析及反应性能的研究

采用最小吉布斯自由能法对C2~5烯烃构成的热力学网络进行平衡状态计算,并与ZSM-5催化剂上C5烃催化裂解过程的实验结果进行比较。研究结果表明,乙烯平衡收率随反应温度的升高而增大,尤其在温度高于500℃时增幅增大。压力为0.03 MPa时,在560~580℃内丙烯平衡收率达到最大值42.3%;压力为0.10 MPa时,在630~650℃内丙烯平衡收率达到最大值41.7%。0.03 MPa和0.10 MPa时,C4烯烃平衡组成均在400℃附近达到最大值,分别为43.0%和42.2%。ZSM-5催化剂上C5烃催化裂解产物中C2~5烯烃质量分数随温度的变化表现出与热力学一致的变化规律。C5烯烃裂解过程中热力学因素起主导作用,建议反应压力为0.03 MPa时反应温度选取450~620℃;反应压力为0.10 MPa时反应温度选取480~650℃。     

四氢萘和十氢萘催化裂化反应研究进展

为满足石油产品轻质化和清洁化的要求,催化加氢-催化裂化组合工艺逐渐被炼油厂采用。为探索加氢处理油中氢化芳烃催化裂化的反应规律,以四氢萘和十氢萘作为研究对象,综述了萘不同程度加氢所得的氢化芳烃催化裂化的反应规律,重点分析了四氢萘和十氢萘催化裂化反应机理,分子筛孔道结构、酸性质以及工艺参数对四氢萘和十氢萘催化裂化反应规律的影响。认为具有不同氢饱和度的氢化芳烃的催化裂化反应性能存在较大差异,为灵活调节催化裂解产品结构、最大化目标产物产率,适宜控制并优化催化原料加氢深度是非常必要的。     

纳米HZSM-5沸石催化剂上催化裂化轻汽油的芳构化

利用小型固定床加压反应器在纳米 HZSM-5沸石催化剂上进行了流化催化裂化(FCC)轻汽油(馏出温度小于等于85℃的馏分)的芳构化反应。实验结果表明,在反应温度为360～400℃、反应压力为1.0～3.0 MPa、重时空速为1.0～4.0 h~(-1)、V(H_2)∶V(原料)为260、反应时间48 h 的条件下,FCC 轻汽油中的 C_5~+烯烃转化率为39.11%～97.92%,产物中芳烃净增量为2.59%～19.05%,说明 FCC 轻汽油可在纳米 HZSM-5沸石催化剂上有效进行芳构化反应。汽油收率低和催化剂失活快是 FCC轻汽油在纳米 HZSM-5沸石催化剂上进行芳构化反应需要解决的两个主要问题。对纳米 HZSM-5沸石催化剂进行必要的改性处理及脱除原料中的二烯烃杂质呵以改进 FCC 轻汽油芳构化催化剂的性能。