脱除模拟催化裂化柴油中芳烃的基础研究

发布时间：2020-06-07 23:41

【摘要】：近年来,国家不断加大对大气污染的防治力度,其中对车用运输燃料的清洁标准愈加严格。长期以来,我们对燃料油中的硫、氮等污染物的含量关注较多,开发了一系列深度脱硫、脱氮的催化剂和工艺,但是对于如何有效脱除芳烃尤其是稠环芳烃的研究并不多见。2016年12月国家颁布《国标19147 2016》即《国Ⅵ阶段车用柴油主要质量指标》,标准规定:多环芳烃含量不允许超过7%。相较于国Ⅴ标准下降了4%,同时十六烷值要求达到51。因此,针对国内催化裂化柴油的现状,为了解决上述问题,本文对如何脱除催化裂化柴油中的芳烃进行探索性研究。本文采用静态吸附法对模拟催化裂化柴油中的芳烃(包括单环芳烃和稠环芳烃)进行吸附脱除。实验以过量浸渍法制备了一系列过渡金属负载型吸附剂用于研究。最终确定Ni/γ Al_2O_3和Cu/SiO_2两种吸附剂,并采用XRD、BET、SEM、吡啶傅里叶变换红外光谱(Py IR)对吸附剂的结构和表面性质进行分析。同时,为确定吸附脱芳烃实验的影响因素,本文分别对两种吸附剂的最优制备条件和反应条件进行探索,以确定其最佳条件,保证吸附剂能够发挥最大的吸附效率。除此之外,本文对真实催化裂化柴油中的芳烃类型和分布以及芳烃对十六烷值的影响进行了基础研究。实验结果表明,Ni/γ Al_2O_3的最佳的制备条件是前身液浓度0.2 mol/L、浸渍时间4 h、超声时间10 min、最佳焙烧温度300℃。在静态吸附实验中最佳反应条件为反应温度10℃、反应时间8 h、剂油比1:15,单环芳烃脱除率达到92.71%,吸附量为3.41 mg/g;稠环芳烃吸附量达到95.41%,吸附量为5.71 mg/g。对于Cu/SiO_2吸附剂来说,最佳制备条件为前身液浓度0.1 mol/L、浸渍时间6 h、超声时间30 min、最佳焙烧时间5 h。最佳反应条件为反应温度10℃、反应时间8 h、剂油比1:15,最佳条件下单环芳烃脱除率达到93.67%,吸附量为3.32 mg/g;稠环芳烃脱除率达到94.56%,吸附量为4.60 mg/g。在真实的催化裂化柴油中单环芳烃主要集中于轻馏分段,对十六烷值影响较小,而稠环芳烃尤其是三环芳烃集中于较重馏分段,虽然含量少但对十六烷值有较大影响。
【图文】：

催化裂化柴油,重芳烃

第 1 章文献综述- 4 -图1.1 催化裂化柴油中芳烃的分布Figure 1.1 Aromatics distribution of LCO1.3 稠环芳烃的工业用途催化裂化柴油中的芳烃以单环重芳烃、双环及三环芳烃为主。单环芳烃包括烷基苯、茚满类，双环芳烃包括萘、联苯和芴类，三环芳烃为蒽类[8]。对于分离出的稠环芳烃，主要有两方面的应用，一是将混合物中的各馏分分开，不同馏分的用途不同[8]。重芳烃是合成高沸点溶剂油和芳醛树脂的原料，，作为热载体、润滑油的添加剂，以及在橡胶、塑料领域都有应用。因为芳烃在几种烃类中碳氢比最高尤其是重芳烃，因此它也成为制备碳素材料的理想原料。此外，由于多环芳烃具有化学稳定性好、溶解能力强、成本低等优点，由重芳烃制成的高沸点芳烃溶剂油应用于多个领域[8]。多环芳烃是生产沥青基碳纤维和针状焦的原料还可用在橡胶、塑料和农业方面。二是将各组分分离，然后分别加以利用[8]。对于双环及多环重芳烃

模型图,优化结构,模型,载体

图 1.2 苯 CuCl 优化结构模型Figure 1.2 Optimized structure for benzene CuCl图 1.3 苯 PdCl2优化结构模型Figure 1.3 Optimized structure for benzene PdCl2附剂载体简介化铝
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE624.56

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