【摘要】：丙烯是石化中基本原料之一,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,丙烯需求量逐年增長,并產(chǎn)生供求關(guān)系上的缺口。因此,開發(fā)高丙烯選擇性的烯烴裂解催化劑成為了研究熱點(diǎn)。其中,小孔SAPO分子篩催化劑因具有諸多優(yōu)點(diǎn)而受到了廣泛關(guān)注。本文合成了不同硅含量的SAPO-34(CHA)、SAPO-18(AEI)、SAPO-34/18(CHA/AEI)共晶三種八元環(huán)小孔SAPO分子篩,并應(yīng)用XRD、NH_3-TPD、BET、SEM等儀器對(duì)其進(jìn)行分析與表征;在固定床反應(yīng)器上使用三種SAPO分子篩對(duì)1-丁烯、1-己烯與1-辛烯三種不同碳數(shù)的烯烴進(jìn)行了催化性能的評(píng)價(jià)。證明了適量增加硅含量可提升SAPO分子篩的酸量,但酸量存在限度;并且過高的酸量會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生,并降低丙烯的選擇性與收率;其中,SAPO-34/18共晶分子篩具有片型層狀結(jié)構(gòu)、較高的比表面積與孔體積、適量的酸量,在催化低碳烯烴裂解中表現(xiàn)出最高的丙烯選擇性與收率,體現(xiàn)了最佳的反應(yīng)性能。本文還考察了不同反應(yīng)溫度和空速對(duì)SAPO-34/18共晶分子篩催化1-丁烯、1-己烯與1-辛烯三種烯烴的影響,結(jié)果表明SAPO-34/18共晶分子篩催化1-丁烯裂解的最佳反應(yīng)溫度與空速為:520℃、2.5h~(-1);1-己烯為:500℃,2.5h~(-1);1-辛烯為:500℃,2.5h~(-1)。為簡化計(jì)算,本文使用Materials studio分子模擬軟件模擬了SAPO-18的空間骨架結(jié)構(gòu),構(gòu)成簡化模型,并用于考察1-丁烯、1-己烯與1-辛烯催化裂解的反應(yīng)機(jī)理:1-丁烯在催化裂解中,遵循烯烴二聚機(jī)理,小孔SAPO分子篩中特定籠體結(jié)構(gòu)有利于特殊形態(tài)的C_8~+碳正離子的生成,并提高丙烯選擇性、收率;1-己烯與1-辛烯由于較高的碳原子數(shù),以直接裂解為主,1-己烯由于特殊的碳原子數(shù),裂解時(shí)從碳鏈中央斷裂而使得丙烯的選擇性與收率最高;而1-辛烯由于碳鏈較長,易發(fā)生孔口吸附催化,導(dǎo)致產(chǎn)物中異構(gòu)烯烴的收率升高。本文使用了XRD、TGA、BET等儀器分析比較了SAPO-34、SAPO-18、SAPO-34/18共晶三種小孔SAPO分子篩催化劑在催化1-丁烯裂解反應(yīng)的失活,相比SAPO-34與SAPO-18,SAPO-34/18共晶分子篩催化1-丁烯裂解中產(chǎn)生的積碳量最少,反應(yīng)前后XRD衍射峰強(qiáng)度與BET比表面積、微孔體積的變化量較小。因此,SAPO-34/18共晶分子篩在催化1-丁烯裂解中具有最好的催化活性穩(wěn)定性與相對(duì)最佳積碳控制能力。最后,本文再以TGA、BET、XRD等儀器對(duì)催化1-己烯與1-辛烯的裂解反應(yīng)后的SAPO-34/18共晶分子篩進(jìn)行分析表征,證明了1-辛烯的積碳控制水平與催化活性穩(wěn)定性水平稍好于1-丁烯;而1-己烯在三種烯烴裂解反應(yīng)中表現(xiàn)出最佳的積碳控制水平與最高的催化活性穩(wěn)定性,在低碳烯烴催化裂解制丙烯中具有最高的研究前景與價(jià)值。
【圖文】：

東北石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第一章 文獻(xiàn)綜述低碳烯烴催化裂解制丙烯的研究進(jìn)展烯有蒸汽熱裂解[7]與催化裂解[8]兩種途徑。在裂解料[9]。本文將介紹國內(nèi)外的主要裂解制取丙烯的工 Superflex 工藝藝由美國 Arco 公司開發(fā)，該工藝以低碳烯烴為原應(yīng)溫度為 600-650℃下進(jìn)行反應(yīng)，將低碳烯烴轉(zhuǎn)化

圖 1-2 propylur 工藝流程由日本旭化成化學(xué)公司開發(fā)的催化裂解制取烯烴在反應(yīng)溫度為 530-600℃，壓力為 1-5 個(gè)大氣壓，應(yīng)器上反應(yīng)，丙烯收率可以達(dá)到 46%，，P/E 比接次[18]，圖 1-3 為 Omega 工藝的工藝流程圖。圖 1-3 Omega 工藝流程
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ426;TQ221.212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2678627