直接合成小晶粒B-HZSM-5分子筛及其在甲醇制丙烯反应中的性能

通过同晶取代、直接合成的方法制备了小晶粒的B-HZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、BET、NH3-TPD、SEM和ICPAES等手段进行表征,并将催化剂应用于甲醇制丙烯反应进行性能评价。结果表明:与常规HZSM-5分子筛和常规B-HZSM-5分子筛相比,制备的分子筛晶粒尺寸明显减小,比表面积增大,同时弱酸量增加,强酸量减少;小晶粒分子筛催化剂表现出更高的丙烯选择性以及活性稳定性。     

烯烃催化裂解增产丙烯催化剂

以ZSM - 5分子筛为催化剂 ,通过烯烃的催化裂解高选择性地制备丙烯。合成了粒径在 0 2～ 30 μm之间的 3种晶粒的ZSM - 5分子筛 ,并考察了它们在烯烃裂解反应中的催化性能。结果表明 ,提高反应温度有利于提高目的产物丙烯的收率 ,小晶粒的分子筛具有更强的容碳能力和更好的催化稳定性。     

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。     

磷改性对催化裂化催化剂抗磨损性能的影响

以磷元素为改性剂,采用等体积浸渍法对流化催化裂化(FCC)催化剂进行改性,考察了磷酸盐种类、浸渍量、焙烧温度、焙烧时间对FCC催化剂磨损指数影响,确定了最佳改性工艺条件,并将磷改性催化剂进行ACE评价。结果表明:4种磷酸盐改性FCC催化剂均表现出良好的抗磨损性能,磷浸渍量越多,催化剂磨损指数越低;随焙烧温度的升高,磷酸铵改性催化剂(Cat-B-P-3.2)磨损指数先减小后增大;随着焙烧时间的延长,Cat-B-P-3.2催化剂的磨损指数下降,在550℃下焙烧2.0 h后,Cat-B-P-3.2催化剂的性能较佳;以P_2O_5质量分数1.0%的磷酸铵浸渍的改性FCC催化剂与标准催化剂相比,其产物中焦炭和干气分别降低0.72,0.10个百分点,汽油收率增加0.91个百分点。     

超稳Y分子筛的化学改性研究

采用齐鲁石化公司催化剂厂生产的超稳Y分子筛 (USY)为原料 ,分别进行了酸、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制成FCC催化剂 ,用轻、重油微反装置对催化剂进行了性能评价。试验结果表明 :酸处理的USY分子筛制成的FCC催化剂 ,具有较高的裂化活性 ;磷改性的分子筛 ,可改善催化剂抗积炭性能 ;酸—磷复合改性的分子筛催化剂 ,既可提高催化剂的裂化活性 ,又可降低催化剂的焦炭产率。     

分子筛晶粒大小及磷改性对ZSM-5催化甲醇转化制丙烯的影响

 采用水热法合成了晶粒大小分别为5、1和0.25 ?m的3种ZSM-5分子筛样品,并对0.25 ?m 粒径的ZSM-5分子筛进行磷改性。采用SEM、NH3-TPD和TGA等技术对它们进行了表征,并将它们作为催化剂用于甲醇转化制丙烯反应,考察了ZSM-5分子筛晶粒大小和磷改性对催化剂活性和稳定性的影响。结果表明,尽管3种晶粒尺寸的分子筛具有相近的表面酸性,但小晶粒的ZSM-5分子筛(粒径0.25 μm)具有微孔短、外比表面积大和孔口多的特点,表现出较高的丙烯收率和较好的稳定性。适量的磷改性可显著提高小晶粒ZSM-5分子筛催化剂的活性和稳定性。在常压、甲醇空速(WHSV)为3 h-1和温度为500 ℃的反应条件下,丙烯的初始收率达48％以上,维持在45％以上的时间长达100 h以上。     

磷改性ZSM-5及其对催化裂化增产丙烯的影响

对催化裂化(FCC)催化剂/助剂进行功能改性是提高丙烯产量、助力炼油厂转型升级的一种简单有效的方法。制备了经过碱处理和不同含量磷改性的ZSM-5分子筛[xP/A/ZSM-5,x表示分子筛磷负载量(以P₂O₅质量分数计),%],将其用于FCC增产丙烯。采用X射线衍射、透射电镜、³¹P固体核磁共振和X射线光电子能谱等表征方法对改性样品的结构、酸性和磷存在形态进行表征,并对其在FCC过程中增产丙烯的性能进行研究。结果表明,所有改性后ZSM-5作用下的丙烯收率均优于改性前ZSM-5分子筛,这与孔体积减小和酸度变化有关。在测试的助剂中,8.0P/A/ZSM-5样品的催化性能最好,丙烯收率为8.62%。对磷与ZSM-5分子筛相互作用机理的研究表明,磷能与骨架铝和非骨架铝相互作用形成AlPO₄物种,并在磷改性分子筛表面检测到了AlPO₄物种。     

ZSM—5分子筛中引入过渡金属对催化热裂解反应的影响

应用含有不同过渡金属的ZSM－5分子筛及催化剂对轻柴油进行催化热裂解反应,研究了在分子筛及催化剂中引入过渡金属对于催伦热裂解反应机理及乙烯、丙烯产率的影响。结果表明,ZSM－5分子筛或催化剂中引入过渡金属后,反应产物分布发生了变化,催化热裂解反应的机理有了一定程度的改变,尤其是银的引入提高了乙烯的产率,而且并未降低丙烯产率,说明银在催化热裂解反应中既可以促进正碳离子的生成,又有可能通过氧化－还原作用部分改变反应机理,促进自由基的生成。     

异丁烯催化裂解反应的研究

分别采用磷改性、钙改性和磷-钙同时改性的方法处理成型后的ZSM-5分子筛,得到ZSM-5分子筛催化剂,并研究了催化剂的结构,以及评价了ZSM-5分子筛催化剂对异丁烯、1-丁烯和混合丁烯的催化裂解性能。实验结果表明,催化剂表面的强酸位和弱酸位都能使丁烯裂解,但强酸位还会引发氢转移和芳构化副反应的发生;3种改性方法都可以有效减少催化剂表面的酸性位,提高乙烯和丙烯的选择性,且乙烯和丙烯的产率与丁烯原料的异构体种类无关;与钙改性相比,磷改性和磷-钙同时改性对催化剂性能的改善更显著;在温度为500～560℃时,升高温度可以促进裂解反应,有利于生成乙烯和丙烯;在540℃、0.05 MPa、重时空速16 h~(-1)的条件下,丙烯产率大于29.5%。     

以SAPO-34为原料直接合成小晶粒PZSM-5及其甲醇转化催化性能

以模拟的甲醇转化制烯烃(MTO)废弃催化剂SAPO-34分子筛为铝源和磷源,通过补加硅源(硅溶胶)和模板剂(四丙基氢氧化铵),直接合成具有高品质小晶粒PZSM-5分子筛。采用XRD、FT-IR 和 SEM对合成样品进行了表征,并将其作为催化剂用于甲醇转化制丙烯反应(MTP)。考察了SAPO-34分子筛用量对PZSM-5分子筛结构、粒径大小、形貌和甲醇转化制烯烃催化性能的影响。结果显示,随着SAPO-34分子筛用量减小,合成的PZSM-5分子筛结晶度逐渐升高、粒径逐渐减小;小晶粒PZSM-5分子筛对甲醇的转化率为100%,产物中丙烯和乙烯的质量分数分别为42.17%、5.87%,二者的质量比为7.18。     

四乙基氢氧化铵后晶化处理对ZSM-5分子筛结构及其甲醇制丙烯催化性能的影响

采用四乙基氢氧化铵（TEAOH）溶液对以四丙基氢氧化铵（TPAOH）为模板剂合成的高硅ZSM 5分子筛进行“后晶化”处理,制得晶内扩孔的多级孔ZSM 5分子筛。采用X 射线衍射仪（XRD）、N2物理吸附、透射电子显微镜（TEM）、氨气程序升温脱附仪（NH3 TPD）等对母体及改性后的ZSM 5分子筛进行物化性能表征,并采用固定床微反应装置考察其在甲醇制丙烯（MTP）反应中的催化性能。结果表明,TEAOH后晶化处理使高硅ZSM 5分子筛形成晶内介孔,在相对结晶度保留较高的同时,介孔孔容增加超过50%,成为具有微、介孔结构的多级孔分子筛。在反应温度480℃、反应压力01 MPa、甲醇/水质量比1/1、甲醇质量空速45 h-1的条件下,多级孔ZSM 5分子筛的丙烯碳基收率比母体ZSM 5分子筛略有提高,寿命由改性前的25 h增加至100 h。     

多产丙烯的催化裂化工艺技术探讨

从催化裂化反应机理出发,分析了催化裂化过程中影响丙烯产率的因素,如原料类型、反应温度、剂油比、反应时间、催化剂及助剂等的影响,其中ZSM-5助剂是提高丙烯产率的最有效因素之一。介绍了几种多产丙烯的FCC工艺,如Maxofin,PetroFCC,DCC,SCC等的特点及其应用。通过分析认为,利用催化裂化装置实现多产丙烯与多产汽油、多产柴油、多产液化石油气等多种操作模式是可行的,可增强适应市场变化的能力。     

镍、钒对FCC催化剂结构和反应性能的影响

分别通过浸渍法和循环污染法对Y型分子筛和FCC催化剂进行镍、钒污染,考察了在干燥和水热条件下镍、钒对分子筛结晶度的影响,采用高级催化裂化评价装置(ACE)评价了镍、钒污染的FCC催化剂及稀土改性FCC催化剂的催化性能。结果表明,只有在水蒸气存在条件下,钒会破坏分子筛的晶体结构;在REY分子筛中,镍的存在对分子筛结构的破坏略有影响。在FCC催化剂中,镍、钒之间存在相互作用,与单独钒污染的催化剂相比,镍、钒同时污染的催化剂的比表面积和微反活性略有提高,反应转化率由72.14%增至78.02%,重油收率由10.49%下降至7.62%。与相应的镍、钒污染FCC催化剂相比,镍、钒污染的稀土改性FCC催化剂所得转化率与总液收均明显增加,重油收率下降,稀土元素的引入提高了催化剂的抗镍、抗钒性能,提高了催化剂的催化性能。     

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。     

Performance and Commercial Application of the Promoter LCC-A for Maximization of Propylene Yield

1 Introduction Propylene as an important feedstock for organic chemicals is mainly originated from steam cracking and catalytic cracking processes. During the FCC process the propylene content varies with the FCC catalyst and process technology adopted, resulting in significant difference in propylene concentration in the cracked product——LPG. The conventional FCC pro- cess generally gives a propylene yield of around 4%, while the FCC process with maximization of propylene yield can in…     

焦化蜡油用于催化裂化多产丙烯的研究

以大港和克拉玛依焦化蜡油(CGO)为原料,在重油微反装置上对其催化裂化多产丙烯的可行性进行了研究。结果表明,与CGO中氮化物尤其是碱性氮化物会造成FCC催化剂严重碱氮中毒不同,氮化物对多产丙烯催化剂的影响则相对较小;CGO的烃类组成和氢含量是影响丙烯收率的主要因素。同时,在相对较低的CGO重油转化率下,多产丙烯催化剂仍能获得较高的丙烯收率和丙烯选择性。在多产丙烯催化剂中掺兑适宜比例的FCC催化剂对于提高CGO重油转化率和丙烯收率是有利的。     

The Addition of ZSM-5 to a Fluid Catalytic Cracking Catalyst for Increasing Olefins in Fluid Catalytic Cracking Light Gas

Abstract

The second largest source of propylene supplied for petrochemical application is from fluid catalytic cracking (FCC) units. The primary function of the FCC unit has typically been to produce gasoline. However, refiners have been taking advantage of opportunity to produce and recover more propylene from their FCC unit by increasing reaction severity via riser temperature, adding shape selective catalyst, and installing a propylene recovery unit (PRU). At a conventional FCC process propylene exists in the off gas of FCC and it is about 6 wt% of off gas by changing the FCC process parameter quantity of propylene in off gas can be more than 20 wt% by using ZSM-5 additives and increasing temperature The effects of operating parameters, such as reaction temperature, and ZSM-5 as FCC catalyst additive, on the distribution of the product and the yield of propylene were investigated on a bench-scale fluidized bed reactor. It is the aim of this work to perform an overall analysis of the yields and selectivity of hydrocarbons obtained in the vacuum gas-oil conversion over FCC and ZSM-5 catalysts. The effectiveness of ZSM-5 additive in the FCC process was investigated by doing experimental work in a bench-scale setup. The experiment data of off gas analysis showed that vacuum gas oil cracking at high reaction temperatures of 450–550°C increases the yield of propylene. Similar behavior is observed with the addition of 10–25 wt% ZSM-5 additive. The combination of the two effects (high temperature and ZSM-5 addition) makes the FCC unit an excellent source of light olefins for downstream petrochemical units. Higher FCC reactor temperatures (600–650°C) would not have positive effects for increasing propylene yield.     

两段提升管催化裂化多产丙烯催化剂LTB-2的应用

结合两段提升管催化裂化(TSRFCC)工艺特点开发的多产丙烯催化剂LTB-2在实验室小型提升管装置上的评价表明,该催化剂具有良好的多产丙烯的效果.LTB-2催化剂的工业试验结果表明:当添加量达系统藏量的20%时,液化石油气收率约19%,丙烯收率达到6.83%,而且多产丙烯的稳定性非常理想.