催化裂化过程中β分子筛增产丙烯作用的研究

对超稳Y分子筛、改性β分子筛和改性ZSM-5分子筛进行了NH3-TPD酸性表征,结果表明改性β分子筛的酸性质介于超稳Y分子筛和改性ZSM-5分子筛之间。选用不同分子尺寸的正己烷、正癸烷和轻柴油为原料进行了微反评价,结果表明三种分子筛由于孔结构和酸性质的不同,对不同尺寸的烃分子具有不同的裂解能力和产品分布。改性β分子筛能生产更多的C3=优质前身物C5=~C8=。然后对三种分子筛的混合样品进行了重油微反评价,结果表明改性β分子筛在超稳Y分子筛和改性ZSM-5分子筛之间起到了接力作用,三种分子筛的组合物表现出最高的丙烯收率和选择性。     

催化裂化多产丙烯催化剂ZSM-5分子筛的改性研究进展

阐述了烃分子在ZSM-5分子筛上的裂化反应机理,重点从水热稳定性的改善和孔道结构的修饰方面综述了催化裂化多产丙烯催化剂ZSM-5分子筛的改性研究进展.介绍了磷改性、金属离子改性、酸碱改性等方法的优缺点,并对ZSM-5分子筛改性的研究方向进行了展塑.     

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。     

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。     

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%。     

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。     

多产丙烯和异丁烯催化裂化助剂FLOS-Ⅲ的工业应用

介绍了多产丙烯和异丁烯催化裂化FLOS-Ⅲ助剂在中国石化巴陵分公司1.05 Mt/a MIP-CGP催化裂化装置的首次工业应用情况。标定结果表明：在多产丙烯与异丁烯催化裂化助剂FLOS-Ⅲ占系统催化剂藏量的6%时,液化气产率比空白标定时增加2.68百分点,其中丙烯产率增加1.01百分点,异丁烯产率增加0.54百分点;产品分布明显改善,品质差且附加值低的催化裂化柴油产率下降2.09百分点,焦炭产率下降0.25百分点,总液体收率增加0.17百分点;汽油产率及汽油研究法辛烷值与空白标定时相当,其它产品性质相当;表明使用FLOS-Ⅲ助剂可实现增产丙烯和异丁烯的目的,经济效益显著。     

锆改性Y型分子筛的水热稳定性及催化裂化性能

采用无水乙醇浸渍法和水溶液离子交换法制备了锆改性Y型分子筛,通过X射线粉末衍射（XRD）、氮气吸附脱附,固体核磁共振（27Al MAS NMR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）等手段进行表征,结果表明：所制备的锆改性Y型分子筛具有较好的微孔结构和较高的水热稳定性,锆很难与分子筛骨架铝发生同晶置换作用;采用无水乙醇浸渍法更有利于锆进入分子筛孔道中与骨架铝氧四面体相互作用,所制备的分子筛具有更高的结晶度和比表面积,更好的水热稳定性;含有锆改性Y型分子筛的裂化催化剂具有较高的重油转化能力和汽油收率,抗重金属污染能力强。     

磷改性Y型分子筛的氢转移性能考察

以正十二烷为模型化合物，考察了不同类型分子筛和不同Y型分子筛的氢转移性能及其对裂化产物中液相烯烃产率的影响，结果表明，HY分子筛以具有更适合双分子氢转移反应的特点而具有最高的氢转移性能和最好的降烯烃效果，Y型分子筛中较高的稀土质量分数会促进分子筛的氢转移催化性能，但引起焦炭产率增加，含稀土分子筛的磷改性可以调变其表面酸性，磷改性后的分子筛不但具有良好的焦炭选择性，同时具有更好的氢转移性能，在此基础上提出了“选择性氢转移反应”的概念。     

无钠Beta分子筛的合成

以硅铝胶为原料,在无碱金属体系中水热合成了Beta分子筛。研究了硅铝胶的物理化学性能、添加NaOH和不同n(TEAOH)/n(SiO₂)等因素对Beta分子筛结晶度、形貌和铝分布的影响。结果表明,以适宜物理化学性能的硅铝胶为原料,可以在低模板剂用量(n(TEAOH)/n(SiO₂)=0.10)下合成Beta分子筛。无钠Beta分子筛的形貌规整,铝分布均匀。在苯与乙烯烷基化反应中,与有钠体系合成的分子筛相比,采用无钠Beta分子筛作为催化剂,在较低空速下可得到较高的乙苯选择性。     

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。     

磷氧化物改性对ZSM—5沸石物化性质及择形催化性能的影响

采用磷氧化物对ZSM-5沸石进行修饰改性,用XRD、NMR、IR、BET等物化手段对改性后沸石的物质性质变化情况进行了表征,并采用轻油微反和小型固定流化床催化裂化装置对改性后的样品进行了反应性能评价。结果表明,采用磷氧化物对ZSM-5沸石的修饰改性能够抑制它在水热条件下的骨架脱铝,并延缓沸石在水热过程中的晶系转变,保持结构的对称性不下降,从而显著改善ZSM-5沸石的水热活性稳定性,而沸石的晶体形貌及孔体积等没有受到大的影响。磷化物的修饰改性还改善了ZSM-5沸石的酸强度分布状况,少量加入FCC催化剂中可使裂化反应中的择形催化性能得到改善,较好地提高了催化裂化汽油的辛烷值,特别是马达法辛烷值。     

磷改性β分子筛的制备及其在苯与乙烯烷基化反应中的应用

通过采用高温带压磷酸二氢铵溶液对β分子筛进行磷改性得到改性β分子筛催化剂,考察其在苯与乙烯高空速烷基化反应中的催化活性,并对其结晶度、元素组成、酸量、酸类型及骨架结构等物化性质进行表征。结果表明：经磷改性后,β分子筛催化剂的总酸量和B酸、L酸中心浓度均有明显提高,且磷元素的引入使改性β分子筛催化剂在31P MASNMR和27Al MASNMR表征谱图中,在化学位移为－30.908和41.392处均有一强吸收峰,证明β分子筛的骨架结构中有P（4Al）和Al（4P）四配位结构出现,稳定了骨架铝,提高了催化剂的活性稳定性。当P2O5在催化剂中的质量分数为2%时,该催化剂在苯与乙烯高空速烷基化反应中的活性稳定性最佳。     

磷改性β分子筛对单环环烷烃开环反应性能的影响

通过浸渍法以不同含量磷对Hβ分子筛进行改性,采用XRD,BET,NH_3-TPD,MAS NMR等手段对磷改性β分子筛样品进行表征,以乙基环己烷(ECH)为模型化合物考察其开环反应性能。结果表明:经磷改性后,适量磷的引入稳定了β分子筛骨架铝,明显提高了分子筛的水热稳定性及反应活性;随磷负载量的增加,β分子筛的相对结晶度、酸保留量、比表面积等均呈先增加后减少的趋势;反应活性、丙烯收率也呈先增加后减少的趋势,当w(P_2O_5)/w(Al_2O_3)为1.15时,分子筛的水热稳定性及活性达到最优。     

高低温磷改性β分子筛制备及其烷基化反应性能研究

对常温和高温条件下的磷改性β分子筛进行热重、核磁共振和酸性分析,并考察其在苯与乙烯烷基化反应中的反应性能。结果表明：β分子筛高温条件下引入铵根离子后,其DTG曲线在220～230 ℃之间有一明显的失重峰出现,即铵根离子进入分子筛内部;其 31P MAS NMR和27Al MAS NMR表征中在化学位移为-30.908和41.392处均有一强吸收峰,即β分子筛的骨架结构中有P（4Al）和Al（4P）四配位结构出现;其NH3-TPD酸性增强,酸量增加。评价结果表明β分子筛高温条件下引入铵根离子后,其烷基化反应性能明显提高。     

磷改性ZSM-5分子筛催化裂解制乙烯性能的研究

对不同硅铝比的ZSM 5进行磷改性 ,改性分子筛经 80 0℃、 4h水热老化后 ,再进行物化表征和微反评价。结果表明 ,磷改性能提高水热处理后ZSM 5 (n(SiO2 ) /n(Al2 O3) <2 0 0 )的酸中心浓度和强度、水热骨架和活性稳定性。ZSM 5分子筛晶型的水热稳定性不仅与磷含量有关 ,也和分子筛的骨架铝含量有关 ,磷改性不能阻止n(SiO2 ) /n(Al2 O3) >10 0的ZSM 5分子筛水热老化时晶型的转变。另外 ,磷改性分子筛的催化活性也与磷含量和分子筛的铝含量有关 ,铝含量高的活性也高 (n(SiO2 ) /n(Al2 O3)为 2 5～ 2 0 0 )。以正辛烷为原料时 ,磷改性的ZSM 5的活性越高越有利于乙烯生成     

改性β分子筛用于半再生重整催化剂的研究

将改性的β分子筛用于固定床半再生重整催化剂的研究。结果表明，在重整催化剂中引入适量、适当硅铝比的β分子筛，可以改善催化剂的性能；β分子筛上引入适量的磷，可以调变β分子筛的酸分布，使β分子筛的强酸中心向中强酸和弱酸转化；引入改性的口分子筛，可以为催化剂提供部分酸性，减少反应过程中的补氯量；加入改性G分子筛对催化剂的比表面积、孔体积和金属分散度没有明显改变，但对孔径分布有一定的影响，使半径大于0．5nm的孔有所增加。     

ZRP分子筛改性对催化热裂解乙烯产率影响的机理研究

使用不同族的金属(Mg和Ca、Cu和Ag、Co和Ni)对ZRP-5分子筛进行了改性，并对金属改性ZRP-5分子筛的酸性进行了表征。以大庆蜡油为原料，在重油微反装置上进行了不同金属改性ZRP-5分子筛的催化热裂解试验。结果表明，由于金属改性的ZRP-5分子筛上L酸中心数量增加，与改性前相比，能够使催化热裂解反应乙烯产率提高1～3个百分点，这是由于这些强酸中心在催化热裂解反应中促进了自由基反应的发生。     

改性β沸石催化剂的再生动力学研究

在内循环无梯度反应器中进行烧炭试验，采用库贯实验设计法安排试验点，研究了改性β沸石催化剂FX－01烧炭再生反应动力学，得出碳消耗速率及氢消耗速率的烧炭反应的本征动力学模型。结果表明，氢比碳易于燃烧，不同催化剂和不同反应体系积炭的燃烧特性不同。