本文關(guān)鍵詞：催化裂化催化劑酸性及其活性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：流化催化裂化(FCC)是重油輕質(zhì)化的主要過程,重質(zhì)油通過催化裂化在催化劑的作用下可以得到柴油、汽油等高附加值的產(chǎn)品,也是煉廠重要的經(jīng)濟(jì)來源之一。催化裂化反應(yīng)是酸催化的反應(yīng),催化劑是催化裂化反應(yīng)的核心,其提供反應(yīng)所需的酸性。我們可以通過了解油品的性質(zhì),改變催化劑的酸量、酸強(qiáng)度和酸位可及性來滿足產(chǎn)品的需求和控制干氣、焦炭的生成。催化裂化催化劑主要由三部分組成:活性組分、基質(zhì)和粘結(jié)劑。活性組分一般為分子篩,主要有Y型和ZSM-5等等;基質(zhì)是指催化劑中除沸石之外的組分,主要有高嶺土,氧化鋁等等,但隨著原油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化,具有大孔徑和高活性的基質(zhì)成為人們研究的熱點(diǎn)。粘結(jié)劑作為一種膠將沸石和基質(zhì)粘結(jié)在一起,可能具有催化活性,也可能無活性,主要有鋁溶膠、硅溶膠和硅鋁溶膠。本文主要以Y型分子篩作為活性組分、高嶺土作為基質(zhì)、擬薄水鋁石和鋁溶膠作為粘結(jié)劑的裂化催化劑為研究對(duì)象研究其酸性和活性。Y型分子篩中晶胞尺寸(UCS)、稀土含量和鈉含量分別是影響其酸性的基本參數(shù)。UCS是每單元晶胞鋁中心或潛在總酸度的量度,帶負(fù)電的鋁原子是Y分子篩酸性中心的來源,硅原子不具備任何活性。UCS與鋁原子之間存在著定量關(guān)系,所以UCS與Y分子篩酸性之間也應(yīng)存在一定的關(guān)系;稀土元素在催化裂化催化劑中有非常重要的作用,Y分子篩中稀土的存在可以提高其催化酸性、裂化活性和水熱穩(wěn)定性;由于鋁氧四面體中的鋁為+3價(jià)帶一個(gè)負(fù)電荷,一般由鈉離子來中和。但鈉的存在不僅會(huì)降低沸石分子篩的水熱穩(wěn)定性,而且鈉離子在高溫下是游離可移動(dòng)的,能很容易的與其酸中心結(jié)合,導(dǎo)致催化劑的酸性減弱,所以要使分子篩中的鈉含量在0.2%以下。高嶺土本身不具有裂化活性,經(jīng)高溫焙燒后高嶺石的鋁氧八面體結(jié)構(gòu)被破壞,結(jié)構(gòu)鋁被活化(六配位Al被活化),然后在經(jīng)過酸處理后,高嶺土經(jīng)歷了一次脫羥基、羥基化和二次脫羥基的過程,羥基化使得高嶺土中的結(jié)構(gòu)中鋁的配位狀態(tài)發(fā)生了變化,即將部分六配位Al(Ⅵ)在酸的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐湮籄l(Ⅳ),從而可以使高嶺土產(chǎn)生中大孔和具有較高的活性。酸化擬薄水鋁石和鋁溶膠作為粘結(jié)劑在經(jīng)焙燒后形成γ-氧化鋁使催化劑的機(jī)械強(qiáng)度增大,具有很好的孔結(jié)構(gòu)、使得催化裂化催化劑對(duì)重油、渣油有較好的裂化能力和減少焦炭、干氣的產(chǎn)生。本文通過制備了不同晶胞大小的Y型分子篩、不同稀土含量的Y型分子篩、不同鹽酸酸量處理的高嶺土、不同酸鋁比酸化擬薄水鋁石、鋁溶膠固體、不同酸鋁比酸化擬薄水鋁石的模型催化劑和不同分子篩含量的模型催化劑。通過X射線衍射(XRD)、X射線熒光(XRF)、N2等溫吸-脫附、NH3程序升溫脫附(NH3-TPD)、吡啶吸附紅外和微反活性評(píng)價(jià)對(duì)所制得的樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,通過控制變量來探究樣品的酸性和活性,得到了許多有價(jià)值的結(jié)論。進(jìn)一步認(rèn)識(shí)催化劑不同組分酸性和活性及其對(duì)催化劑酸性和活性的影響,這對(duì)工業(yè)上開發(fā)催化裂化催化劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：催化裂化催化劑 Y分子篩 高嶺土 雙鋁基粘結(jié)劑 酸性 活性
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE624.91
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-28
• 1.1 催化裂化11-12
• 1.1.1 催化裂化發(fā)展歷史11-12
• 1.1.2 催化裂化發(fā)展趨勢(shì)12
• 1.2 催化裂化催化劑12-17
• 1.2.1 沸石分子篩13-15
• 1.2.2 高嶺土15-16
• 1.2.3 雙鋁基粘結(jié)劑16-17
• 1.3 催化裂化反應(yīng)機(jī)理17-20
• 1.3.1 正碳離子17-18
• 1.3.2 正碳離子的生成18-19
• 1.3.3 B酸和L酸的生成19
• 1.3.4 B酸和L酸的作用19-20
• 1.4 固體酸酸性分析方法20-26
• 1.4.1 程序升溫脫附(TPD)20-21
• 1.4.2 紅外光譜法(IR)21-23
• 1.4.3 固體MAS NMR23-26
• 1.4.3.1 利用~1H MAS NMR技術(shù)研究固體酸催化劑表面酸性23-24
• 1.4.3.2 利用~(27)Al MAS NMR技術(shù)研究固體酸催化劑表面酸性24-25
• 1.4.3.3 利用~(29)Si MAS NMR技術(shù)研究固體酸催化劑表面酸性25-26
• 1.5 研究催化裂化催化劑酸性的意義26
• 1.6 本課題研究目標(biāo)及研究意義26-28
• 1.6.1 選題的目標(biāo)26-27
• 1.6.2 本課題研究意義27-28
• 2 實(shí)驗(yàn)總述28-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及試劑28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器28-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-32
• 2.3.1 不同晶胞大小的Y分子篩的制備29
• 2.3.2 不同稀土含量的REY分子篩的制備29-30
• 2.3.3 不同酸量處理的高嶺土的制備30
• 2.3.4 不同酸鋁比酸化擬薄水鋁石的制備30-31
• 2.3.5 鋁溶膠固體的制備31
• 2.3.6 模型催化劑的制備31-32
• 2.4 分析方法32-34
• 2.4.1 樣品中鈉含量和稀土含量的測(cè)定32
• 2.4.2 樣品相對(duì)結(jié)晶度和晶胞常數(shù)及物相的測(cè)定32
• 2.4.3 樣品的比表面積和孔體積的測(cè)定32-33
• 2.4.4 樣品酸性表征33
• 2.4.5 活性評(píng)價(jià)33-34
• 3 晶胞大小和稀土含量對(duì)Y分子篩酸性及其活性的影響34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 晶胞大小對(duì)Y分子篩酸性及其活性的影響34-41
• 3.2.1 樣品參數(shù)34-35
• 3.2.2 酸性表征35-40
• 3.2.2.1 NH_3-TPD35-37
• 3.2.2.2 Py吸附紅外37-39
• 3.2.2.3 羥基區(qū)紅外39-40
• 3.2.3 微反活性40-41
• 3.2.4 小結(jié)41
• 3.3 稀土含量對(duì)Y分子篩酸性及其活性的影響41-46
• 3.3.1 樣品參數(shù)41-42
• 3.3.2 酸性表征42-45
• 3.3.2.1 NH_3-TPD42-43
• 3.3.2.2 Py吸附紅外43-44
• 3.3.2.3 羥基區(qū)紅外44-45
• 3.3.3 微反活性45
• 3.3.4 小結(jié)45-46
• 4 鹽酸處理對(duì)高嶺土酸性及其活性的影響46-52
• 4.1 引言46
• 4.2 樣品參數(shù)46-47
• 4.3 酸性表征47-50
• 4.3.1 NH_3-TPD分析47-48
• 4.3.2 吡啶吸附紅外分析48-49
• 4.3.3 羥基區(qū)紅外49-50
• 4.4 微反活性50-51
• 4.5 小結(jié)51-52
• 5 酸鋁比對(duì)擬薄水鋁石酸性及其活性影響和鋁溶膠酸性及其活性表征52-58
• 5.1 引言52
• 5.2 樣品參數(shù)52-53
• 5.3 酸性表征53-56
• 5.3.1 NH_3-TPD53-54
• 5.3.2 吡啶吸附紅外54-56
• 5.3.3 羥基區(qū)紅外56
• 5.4 微反活性56-57
• 5.5 小結(jié)57-58
• 6 模型催化劑的制備及其酸性和活性分析58-67
• 6.1 引言58
• 6.2 不同酸鋁比酸化擬薄水鋁石對(duì)模型催化劑酸性及其活性影響58-62
• 6.2.1 樣品參數(shù)58
• 6.2.2 酸性表征58-61
• 6.2.2.1 NH_3-TPD58-59
• 6.2.2.2 吡啶吸附紅外59-60
• 6.2.2.3 羥基區(qū)紅外60-61
• 6.2.3 微反活性61-62
• 6.2.4 小結(jié)62
• 6.3 不同分子篩含量對(duì)模型催化劑酸性及其活性影響62-67
• 6.3.1 樣品參數(shù)62
• 6.3.2 酸性表征62-65
• 6.3.2.1 NH_3-TPD62-63
• 6.3.2.2 吡啶吸附紅外63-64
• 6.3.2.3 羥基區(qū)紅外64-65
• 6.3.3 微反活性65-66
• 6.3.4 小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果75

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