發(fā)布時間：2017-04-24 22:06

  本文關鍵詞：低稀土超穩(wěn)Y分子篩的改性研究及表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：流化催化裂化（FCC）是原油二次加工的重要過程，也是煉油企業(yè)的關鍵技術。由于Y型沸石分子篩具有特殊的12元環(huán)大孔口、三維孔道結構、突出的物化特性以及原材料成本相對低廉等特點，自其問世來一直是FCC催化劑的主要活性組分。分子篩的裂化活性和選擇性會直接影響FCC產(chǎn)品的分布，因此，Y型分子篩的結構穩(wěn)定性、裂化活性和選擇性的改善，也直接關系著FCC催化劑的活性和選擇性，并會對催化劑的生產(chǎn)加工、FCC裝置的產(chǎn)品分布以及最終煉廠的經(jīng)濟效益產(chǎn)生重大影響。 目前較高稀土含量、較大晶胞的分子篩已成功工業(yè)化應用，但由于世界各國近些年來在FCC原料中摻入重質油和渣油的比例不斷提高，為了優(yōu)化催化劑產(chǎn)品性能，更好的適應復雜苛刻的反應環(huán)境以及降低生產(chǎn)成本等因素，迫切需要符合新的生產(chǎn)要求的具有高穩(wěn)定性，較高活性和良好選擇性的重質油FCC催化劑。以開發(fā)一種能夠實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的高硅鋁比、低晶胞、高穩(wěn)定性以及焦炭選擇性更好的低稀土超穩(wěn)Y分子篩的制備技術為最終目標，本論文以Y型分子篩為原料，制備了不同稀土含量，不同鈉含量的超穩(wěn)Y分子篩，定性定量的研究分析了稀土元素和原油中的常規(guī)毒物鈉對超穩(wěn)Y分子篩的綜合影響，得到了相關規(guī)律性變化，對產(chǎn)生的部分現(xiàn)象有了一定的新認知；在此基礎之上，對Y型分子篩進行了不同離子半徑的稀土元素改性，不同功能元素改性以及不同后處理方式的改性；采用了X射線衍射分析，X射線熒光分析，催化劑微反活性評價裝置，水熱老化裝置，氮氣物理吸附，NH3-程序升溫脫附，吡啶-紅外光譜等一系列分析表征手段，對實驗樣品進行了全面系統(tǒng)的分析評價與表征，得到了相關規(guī)律與結論。 本文實驗結果表明，，稀土含量與鈉含量對于Y型分子篩的性能產(chǎn)生著重要影響。以浸漬法改性Y型分子篩，分子篩稀土含量在8wt%以內時，其熱穩(wěn)定性得到明顯改善；稀土含量高于12wt%時，稀土對分子篩催化活性的積極影響開始減弱；稀土含量在4wt%左右時，非骨架鋁的脫出得到顯著抑制，使分子篩骨架結構更加穩(wěn)定；Y型分子篩的弱酸酸量隨稀土含量升高而降低，晶胞大小隨稀土含量的增加而增大。鈉含量較低時，在保持USY基本晶體結構不變的情況下，結晶保留率的小幅降低，Si-Al骨架的部分崩塌破壞，為分子篩中酸性活性位的可接近性的提高，提供了良好環(huán)境；隨著鈉含量的增加，結晶保留率與酸性變化趨勢一致，但活性與前兩者的關聯(lián)性變化較為滯后；微量或較低量的鈉對分子篩二次孔的產(chǎn)生、抑制脫鋁、部分酸量的提升以及分子篩活性都有所幫助。不同離子半徑稀土元素的‘鑭系收縮’效應在Y型分子篩結構穩(wěn)定性方面體現(xiàn)出一定特性，即隨著稀土離子半徑的縮小，其對Y分子篩的結晶保留率的提高，晶型結構的穩(wěn)定性都有所幫助；磷和硼等功能元素對分子篩的酸性調變產(chǎn)生一定的影響，會降低酸量和酸強度，從而影響酸性分布，對酸性和活性要求不高的反應具有一定的調節(jié)作用；研究還發(fā)現(xiàn)，不同的浸漬處理方式會對Y型分子篩的物化性能產(chǎn)生不同影響。這些結論為進一步的相關實驗研究提供了理論基礎，為開發(fā)新型分子篩催化劑的制備技術積累了一些實驗數(shù)據(jù)與材料，并為FCC催化劑的工業(yè)化生產(chǎn)應用提供了一定的參考與借鑒。
【關鍵詞】：超穩(wěn)Y分子篩 穩(wěn)定性 催化裂化 改性
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TE624.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 催化裂化技術的發(fā)展11
• 1.2 催化裂化催化劑的發(fā)展11-13
• 1.3 沸石分子篩及其 FCC 催化劑中的應用13-15
• 1.3.1 沸石分子篩的組成與結構13-15
• 1.3.2 Y 型分子篩在 FCC 催化劑中的應用15
• 1.4 沸石分子篩的改性方法15-17
• 1.4.1 陽離子交換改性15-16
• 1.4.2 分子篩脫鋁改性16-17
• 1.4.3 分子篩骨架原子的同晶取代17
• 1.4.4 分子篩的孔道結構修飾17
• 1.5 FCC 分子篩催化劑的酸類型、催化機理及反應17-19
• 1.5.1 酸類型17
• 1.5.2 催化機理17-18
• 1.5.3 FCC 分子篩催化劑參與的反應18-19
• 1.6 本課題的選題意義19-21
• 2. 實驗總述21-25
• 2.1 原料與試劑21
• 2.2 實驗方法21-22
• 2.2.1 浸漬法21
• 2.2.2 水熱老化處理21-22
• 2.3 樣品的制備22-23
• 2.3.1 制備不同稀土含量的樣品22
• 2.3.2 制備不同鈉含量的樣品22
• 2.3.3 制備不同離子半徑稀土元素改性的樣品22
• 2.3.4 制備功能元素改性的樣品22-23
• 2.3.5 制備復合改性的樣品23
• 2.4 物化分析及反應性能測試23-25
• 2.4.1 X 射線熒光光譜法測定樣品化學組成及金屬含量23
• 2.4.2 X 射線粉末衍射法測定樣品的晶體結構23-24
• 2.4.3 吡啶-紅外光譜測定了樣品的酸性與酸量24
• 2.4.4 NH_3-TPD 程序升溫脫附法測定了樣品的酸性分布24
• 2.4.5 低溫氮氣吸附法測定樣品的孔性質24
• 2.4.6 微反活性測試（MAT）24-25
• 3 稀土修飾 USY 分子篩的研究25-35
• 3.1 實驗樣品與表征手段25-26
• 3.2 實驗方法26
• 3.3 結果與討論26-33
• 3.3.1 物理性能的影響26-29
• 3.3.2 化學性能的影響29-33
• 3.4 本章小結33-35
• 4 鈉對超穩(wěn) Y 分子篩的毒害作用研究35-46
• 4.1 實驗樣品與表征手段35-36
• 4.2 實驗方法36
• 4.3 結果與討論36-45
• 4.3.1 物理特性的影響36-40
• 4.3.2 化學特性的影響40-45
• 4.4 本章小結45-46
• 5 超穩(wěn) Y 分子篩的改性研究46-73
• 5.1 不同離子半徑稀土元素的改性46-50
• 5.1.1 實驗樣品與表征手段46-47
• 5.1.2 實驗方法47
• 5.1.3 結果與討論47-50
• 5.2 磷（P）的修飾改性50-57
• 5.2.1 實驗樣品與表征手段50-51
• 5.2.2 實驗方法51
• 5.2.3 結果與討論51-57
• 5.3 硼（B）的修飾改性57-64
• 5.3.1 實驗樣品與表征手段57-58
• 5.3.2 實驗方法58
• 5.3.3 結果與討論58-64
• 5.4 超穩(wěn) Y 分子篩的復合改性研究64-72
• 5.4.1 實驗樣品與表征手段65
• 5.4.2 實驗方法65
• 5.4.3 結果與討論65-72
• 5.5 本章小結72-73
• 結論73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-80
• 攻讀學位期間的研究成果80

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：低稀土超穩(wěn)Y分子篩的改性研究及表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：325046