固定床甲醇转化制丙烯和汽油组分催化剂的研究

发布时间：2020-04-08 11:06

【摘要】：近年来,随着全球石油资源的日益紧缺和重质化、劣质化程度的不断加深,非石油基烃类生产路线的研究与开发越来越受到人们的重视。其中,以煤、天然气和生物质等为原料,经合成气制得甲醇,再由甲醇生产烃类的煤化工产业链,不仅符合我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特点,能够有效缓解我国石油资源紧缺的局面;还能实现低附加值甲醇到高附加值丙烯、汽油等的生产,从根本上减轻丙烯、汽油供需压力等问题。因此,研究并开发煤基甲醇高选择性转化制丙烯并副产汽油组分生产路线意义重大。甲醇转化反应为酸催化择形反应,催化剂的酸性质和孔结构对甲醇转化率,产物选择性和催化剂的再生周期均具有重要影响。甲醇高选择性转化制丙烯反应的关键在于如何有效抑制氢转移、聚合和芳构化等副反应,以提高甲醇中CH_2的利用率,但目前关于催化剂性质对甲醇转化反应的影响的研究并不完善。因此,本文首先考察了Al含量对ZSM-5分子筛性质和甲醇转化反应的影响。结果表明,随着Al含量的减少,ZSM-5分子筛的总酸量降低,酸强度减弱,且以强B酸为主;Silicalite-1分子筛上的硅巢相较于硅铝ZSM-5分子筛上的桥键硅羟基,酸强度较弱,可有效抑制氢转移、芳构化等二次反应,从而使得丙烯选择性更高,催化剂再生周期更长。在固定床微型反应评价装置上,考察了反应条件对Silicalite-1分子筛催化甲醇转化反应的影响,可以发现,提高反应温度和甲醇质量空速均有利于乙烯、丙烯等低碳烯烃的生成,但汽油收率降低。其中,反应温度过高,甲醇热反应严重;甲醇质量空速过高,甲醇不能有效转化。甲醇转化制丙烯并兼顾汽油组分生产的最佳反应温度为450℃,最佳甲醇质量空速为9.6 h~(-1),甲醇转化率达100 wt%,丙烯收率为13.9 wt%。固定床Silicalite-1分子筛催化剂的制备过程中,载体种类对其物性参数和催化性能具有重要影响。总体来看,高岭土的引入对Silicalite-1分子筛催化剂的甲醇转化和产物分布影响最小,且S-1/Kaoline催化剂具有足够的机械强度和较长的再生周期,是Silicalite-1分子筛成型的首选。在考察Silicalite-1分子筛催化甲醇转化反应性能的基础上,采用浸渍法制备了Ce改性Silicalite-1分子筛催化剂,利用XRD、低温N_2吸脱/附、FTIR和NH_3-TPD等分析手段对催化剂进行了表征,并以无水甲醇为原料,在常压,反应温度450℃,甲醇质量空速9.6 h~(-1)和载气流量20 mL?min~(-1)的反应条件下,在连续流动固定床微型反应评价装置上,考察了CeO_2负载量对Silicalite-1分子筛催化甲醇转化反应性能的影响。结果表明,Ce的引入可有效调节Silicalite-1分子筛的酸性质和孔结构,合适浓度的Ce改性处理使得Silicalite-1分子筛的强酸量降低,比表面积和孔容下降,丙烯选择性和催化剂再生周期分别由31.9 wt%和51 h增加到38.2 wt%和72 h,但高岭土的引入却未能明显改善其MTP反应效果。
【图文】：

丙烯,变化趋势

中国石油大学（华东）硕士学位论文第一章绪论作为一种重要的基础有机化工原料，广泛用于聚丙烯、丙烯腈、环烯酸等化学品的生产，是现代石油化工行业的基石。其中，聚丙烯，据统计，，2010 年，我国聚丙烯产量约为 1060 万吨，占丙烯消费总改革开放以来，我国经济呈持续快速发展的状态，对丙烯的需求量如图 1-1 所示。统计数据显示，2006 年，我国丙烯单体进口量为 3，丙烯单体进口量已达 264 万吨。由此可见，我国丙烯产能远远丙烯的需求，如果没有行之有效的方法，丙烯的供需矛盾将会越来

丙烯,车用汽油,辛烷值,硫含量

第一章绪论为 50 ppm，而目前，我国执行的国 V 车用汽油标准硫含量已降至 10 ppm。但约有 80%的商品汽油来自于催化裂化工艺，而催化裂化汽油硫含量高，烯烃含加氢苛刻度不仅意味着成本的上升，还会使其辛烷值损失，因此，车用汽油质清洁化方向发展将会给传统的油品生产企业带来巨大的压力，研究并开发清洁辛烷值的汽油调和组分生产工艺势在必行。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE624.9;TQ221.212

【相似文献】