FCC汽油深度吸附脱硫及醚化降烯烃研究

发布时间：2017-03-27 12:11

  本文关键词：FCC汽油深度吸附脱硫及醚化降烯烃研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：汽车尾气的排放状况是影响大气PM2.5含量的重要因素。FCC汽油为车用汽油的主要调和油,其中硫含量和烯烃含量都较高,达不到新的清洁汽油标准。为了最大限度减少汽车尾气有害物质的排放以及保证油品安定性等质量因素,论文展开了FCC汽油深度吸附脱硫和醚化降烯烃的研究。 首先在实验室固定流化床上考察了吸附剂的脱硫效果。在FCC汽油脱硫率为90%时,自制吸附剂的反应时间为330min、吸附量为11.09mg/g、精制油硫含量为11.58mg/L；工业吸附剂的反应时间为380min、吸附量为12.80mg/g、精制油硫含量为9.44mg/L,实验室自制吸附剂的脱硫效果稍逊于工业吸附剂。同时,在固定流化床上考察了烯烃对噻吩模型化合物脱硫效果的影响,不同类型和含量的烯烃都影响FCC汽油的脱硫率。论文进而分析了工业原料油和工业精制油的基本性质,与实验室自制吸附剂的脱硫效果进行对比。结果表明,工业精制油硫含量4.31mg-L-1(6μg/g),约为实验室自制吸附剂脱硫产物硫含量11.58mg-L-1(15.91μg/g)的1/3；实验室自制吸附剂的脱硫效果稍逊于工业吸附剂,但是研究法辛烷值(RON)少损失1.8个单位。 论文还采用SEM、BET等高等仪器表征了脱硫吸附剂,对反应吸附脱硫机理进行了探讨。结果显示已使用的吸附剂发生吸附团聚、表面积炭、硫化锌生成等现象。吸附脱硫过程的分析表明,吸附剂有镍及氧化锌两种成分在脱硫过程中先后发挥作用,镍先将汽油中硫原子吸附出来,山于氧化锌与硫原子的结合能力大于镍,硫原子很快与氧化锌反应生成硫化锌。故吸附脱硫反应中氧化锌是硫的最终接受体。 在此基础上,论文开展了超低硫FCC汽油醚化降烯烃的研究,筛选了Hβ分子筛作为醚化反应活性考察的催化剂。优选的反应条件为：醇烯摩尔比=1.05、T=75℃、P=lMPa、 WHSV=1h-1。在此条件下,轻汽油烯烃转化率为22.03%。轻汽油中只有20.9%的叔碳烯烃可以参与醚化反应,醚化后轻汽油中烯烃含量从41.16%降低为32.09%,研究法辛烷值由96.07提高至97.11。将醚化油与汽油重馏分油调和,掺兑后的全馏分汽油烯烃含量为35.71%,相对于工业精制油41.74%,下降了6个百分点,研究法辛烷值由90.23增加至90.68,增加0.45个单位。
【关键词】：汽油 反应吸附脱硫 甲醇醚化 分子筛
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE624.55
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 前言11-13
• 第1章 文献综述13-23
• 1.1 汽油组成及消费现状13
• 1.2 国内外汽油标准13-15
• 1.3 FCC汽油中含硫、含烯烃的危害15-16
• 1.3.1 含硫化合物的种类及危害15
• 1.3.2 含烯烃轻汽油的危害15-16
• 1.4 FCC汽油脱硫技术16-21
• 1.4.1 选择性加氢脱硫技术16-17
• 1.4.2 加氢脱硫恢复辛烷值技术17-18
• 1.4.3 吸附脱硫技术18-21
• 1.5 FCC汽油降烯烃技术21-22
• 1.5.1 加氢精制技术21
• 1.5.2 芳构化技术21
• 1.5.3 叠合技术21
• 1.5.4 轻汽油醚化技术21-22
• 1.6 本论文的技术路线及主要研究内容22-23
• 1.6.1 技术路线22
• 1.6.2 主要研究内容22-23
• 第2章 实验部分23-34
• 2.1 主要原料与试剂23-26
• 2.1.1 实验原料23-24
• 2.1.2 实验试剂24-26
• 2.2 主要仪器与设备26
• 2.3 脱硫吸附剂制备和醚化催化剂预处理26-27
• 2.3.1 脱硫吸附剂NiO/ZnO-Al_2O_3-SiO_2的制备26-27
• 2.3.2 醚化催化剂预处理27
• 2.4 催化剂表征27-28
• 2.4.1 扫描电子显微镜及能谱分析(SEM-EDS)27
• 2.4.2 X射线衍射分析(XRD)27
• 2.4.3 NH_3-TPD酸量表征27-28
• 2.4.4 TPR表征28
• 2.4.5 比表面积及孔结构的测定(BET)28
• 2.5 分析方法28-30
• 2.5.1 汽油总硫含量和类型的测定28
• 2.5.2 PONA分析方法28-29
• 2.5.3 汽油辛烷值测定方法29
• 2.5.4 溴指数分析方法29-30
• 2.5.5 GC-MS分析方法30
• 2.6 实验装置及流程30-32
• 2.6.1 固定流化床吸附脱硫实验30-31
• 2.6.2 固定床醚化实验31-32
• 2.7 吸附脱硫活性评价指标32
• 2.7.1 脱硫率32
• 2.7.2 吸附量32
• 2.8 醚化活性评价指标32-34
• 第3章 FCC汽油深度吸附脱硫效果的考察34-47
• 3.1 实验室脱硫效果考察34-37
• 3.1.1 自制脱硫吸附剂基本性质34
• 3.1.2 自制和工业吸附剂脱硫效果对比考察34-36
• 3.1.3 烯烃对脱硫效果的影响36-37
• 3.2 自制和工业吸附剂脱硫后产物油性质分析对比37-40
• 3.2.1 自制和工业吸附剂脱硫的产物油PONA分析对比37-40
• 3.2.2 自制和工业吸附剂脱硫的类型硫分析对比40
• 3.2.3 自制和工业吸附剂脱硫的辛烷值分析对比40
• 3.3 工业上原料油和精制油分析40-44
• 3.3.1 工业上原料油和精制油的基本性质分析对比40-41
• 3.3.2 工业原料油和精制油的硫化物组成分析对比41-43
• 3.3.3 工业上原料油和精制油的PONA分析对比43-44
• 3.3.4 工业上原料油和精制油的辛烷值分析对比44
• 3.4 FCC汽油和三种不同精制油的基本性质对比44-45
• 3.5 小结45-47
• 第4章 汽油深度吸附脱硫机理探讨47-58
• 4.1 脱硫前后吸附剂表征47-54
• 4.1.1 SEM47-48
• 4.1.2 EDS48-49
• 4.1.3 BET49-51
• 4.1.4 XRD51-52
• 4.1.5 TPD52
• 4.1.6 TPR52-54
• 4.2 脱硫动力学研究54-56
• 4.2.1 模型化合物的配置54
• 4.2.2 内扩散和外扩散对反应速率的影响54
• 4.2.3 苯并噻吩反应动力学研究54-56
• 4.3 汽油吸附脱硫机理探讨56-57
• 4.4 小结57-58
• 第5章 超低硫FCC汽油降烯烃效果考察58-71
• 5.1 醚化催化剂的筛选58-64
• 5.1.1 醚化催化剂表征58-60
• 5.1.2 不同催化剂醚化反应活性的考察60-62
• 5.1.3 GC/MS产物分析62-64
• 5.2 醚化反应条件的优化64-66
• 5.2.1 反应温度对Hβ分子筛醚化性能的影响64-65
• 5.2.2 质量空速对Hβ分子筛醚化性能的影响65
• 5.2.3 醇烯摩尔比对Hβ分子筛醚化性能的影响65-66
• 5.2.4 优化条件下Hβ分子筛的醚化性能考察66
• 5.3 轻汽油在优化条件下以Hβ沸石分子筛催化剂进行醚化考察66-67
• 5.4 轻汽油醚化产物和原料性质分析67-69
• 5.5 技术经济估算69-70
• 5.6 小结70-71
• 第6章 结论71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76

【参考文献】

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