本文關(guān)鍵詞：催化裂化干氣芳構(gòu)化反應(yīng)過程的研究　出處：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：目催前化裂化工藝是我國(guó)石油煉制過程的重要手段,催化裂化過程會(huì)副產(chǎn)大約3%~5%的催化干氣,每年我國(guó)煉廠副產(chǎn)近8.03×106t催化干氣,大量煉化企業(yè)的催化干氣資源主要是作為燃料使用,有些富余干氣甚至放入火炬系統(tǒng)燒掉,造成了資源的巨大浪費(fèi),將催化干氣進(jìn)行芳構(gòu)化反應(yīng)生產(chǎn)芳烴,可以充分利用催化裂化裝置所副產(chǎn)的大量廉價(jià)干氣資源,變廢為寶,提高煉廠的經(jīng)濟(jì)效益。ZSM-5分子篩以其獨(dú)特的微孔孔道結(jié)構(gòu)和酸性質(zhì)被認(rèn)為是芳構(gòu)化反應(yīng)最有效的催化劑載體之一,但其傳統(tǒng)的模板劑合成法成本高,污染嚴(yán)重。無模板劑合成ZSM-5分子篩在合成過程中由于不使用毒性大,成本高的有機(jī)胺類模板劑從而兼顧了環(huán)境和成本問題,因此開展無模板劑合成ZSM-5分子篩的研究具有一定的意義。本文采用硅溶膠為硅源,偏鋁酸鈉為鋁源,在水熱體系中無模板劑條件下合成出了ZSM-5分子篩,并采用XRD、N2物理吸附、Py-IR和SEM等表征方法對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明無模板劑ZSM-5分子篩最佳的合成條件為:硅鋁凝膠配比為n(SiO2):n(Al2O3):n(Na2O):n(H2O)=100:2.5:11:2700,晶化溫度170℃,晶化時(shí)間36h。表征結(jié)果顯示:合成的樣品具有ZSM-5分子篩的典型特征,樣品的BET比表面積高達(dá)389m2/g,顆粒呈現(xiàn)規(guī)則的六面體結(jié)構(gòu),具有良好的晶體形貌,熱穩(wěn)定性較好,酸性主要以B酸為主,有少量的L酸。將合成的HZSM-5作為催化劑載體,負(fù)載活性金屬組分后制備成芳構(gòu)化催化劑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),催化劑的活性與其酸性和酸量分布密切相關(guān),負(fù)載Ga后,HZSM-5分子篩的B酸濃度減少,L酸濃度增加,L酸/B酸比值增加,有利于甲烷和乙烯發(fā)生脫氫、齊聚、環(huán)化進(jìn)而發(fā)生芳構(gòu)化反應(yīng)。以甲烷、乙烯和氮?dú)獾幕旌蠚鉃槟M干氣在2wt%Ga/HZSM-5催化劑上,550℃反應(yīng),甲烷的轉(zhuǎn)化率為32.6%,乙烯轉(zhuǎn)化率超過90%,芳烴收率為45.9%,催化劑表現(xiàn)出較高的反應(yīng)活性。添加乙烯后甲烷的轉(zhuǎn)化率明顯提高,活化溫度顯著降低。對(duì)于Ga/HZSM-5催化劑上的反應(yīng),較高的反應(yīng)溫度,較低的CH4/C2H4摩爾比和反應(yīng)空速有利于原料轉(zhuǎn)化率和芳烴產(chǎn)物選擇性的提高。最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度550℃、CH4/C2H4摩爾比0.7、反應(yīng)體積空速1000h~(-1)。模擬干氣在稀土金屬改性的Ga/HZSM-5催化劑上活性較Ga/HZSM-5催化劑更高,尤其是在Gd-Ga/HZSM-5催化劑上甲烷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到34.8%,芳烴收率達(dá)到55.8%,同時(shí)催化劑的壽命也從Ga/HZSM-5催化劑上的8h提高到36h。
[Abstract]:The catalytic dry gas of ZSM - 5 molecular sieve has been synthesized by using silica sol as silicon source , and its catalytic dry gas is mainly used as catalyst carrier . The reaction temperature 550 鈩，

本文編號(hào)：1420016