Y型分子筛的结构设计及其催化应用

Y型分子筛的结构设计及其催化应用

论文摘要

随着中间馏分油需求量的迅速增长,现有石油加工工艺的生产已难以满足强劲的市场需求。因此,增产中间馏分油技术的研究近年来受到了广泛的关注,其中加氢裂化备受瞩目。目前工业上用Y型分子筛作为裂化活性组分的催化剂中间馏分油的选择性并不理想。本论文的主要目的就是采用有机配位反应法对Y型分子筛进行结构的进一步修饰,以提高加氢裂化中间馏分油的选择性,达到增产中间馏分油的目的。本论文采用有机配位反应法,分别考察了pH值、反应温度、液固比、反应时间、脱铝剂的浓度和液相比对分子筛结构与性能的影响。研究结果表明,pH值、反应温度、时间、液固比、脱铝剂的浓度和液相比等因素对样品结构都有影响,其中pH值、反应温度、反应时间和脱铝剂的浓度对结构影响较大,而且存在最佳值。改性后分子筛中孔比表面积和孔容增加,酸量减低,酸强度增加。为了提高改性分子筛的结晶度,向改性溶液中加入NH4F。结果表明,加入NH4F能够有效提高改性分子筛结晶度。将改性Y型分子筛作为裂化组分制成加氢裂化催化剂,在100ml加氢裂化装置上进行加氢裂化反应性能评价。结果表明,用改性NH4Y作裂化组分的催化剂比用改性USY作裂化组分的催化剂的中间馏分油选择性高,而且中孔比表面积较大的改性Y分子筛制备的催化剂中间馏分油的选择性较高,并且比工业催化剂的高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 加氢裂化反应研究
  • 1.1.1 反应物和产物
  • 1.1.2 加氢裂化反应机理
  • 1.2 影响加氢裂化中间馏分油产率的因素
  • 1.2.1 加氢裂化原料性质
  • 1.2.2 加氢裂化工艺条件
  • 1.2.3 加氢裂化催化剂
  • 1.3 国内外加氢裂化催化剂
  • 1.4 分子筛二次结构设计与改性
  • 1.4.1 水热脱铝
  • 1.4.2 高温气相法
  • 1.4.3 氟硅酸铵液相反应法
  • 1.4.4 酸处理
  • 1.4.5 有机配位反应法
  • 1.4.6 几种化学脱铝方法的比较
  • 1.5 现有问题及发展的方向
  • 1.6 论文的主要思路
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验原料及实验仪器
  • 2.1.1 实验药品
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.1.3 装置图
  • 2.2 USY分子筛的改性
  • 4Y分子筛的改性'>2.3 NH4Y分子筛的改性
  • 4Y分子筛的制备'>2.3.1 NH4Y分子筛的制备
  • 4Y分子筛的柠檬酸改性'>2.3.2 NH4Y分子筛的柠檬酸改性
  • 4Y分子筛的双脱铝剂改性'>2.3.3 NH4Y分子筛的双脱铝剂改性
  • 2.4 反应评价
  • 2.4.1 催化剂制备
  • 2.4.2 评价装置
  • 2.4.3 评价条件
  • 2.5 样品表征
  • 2.5.1 XRD射线衍射分析
  • 2.5.2 TG-DTA热重分析
  • 2.5.3 催化剂比表面、孔分布的测定
  • 2.5.4 傅立叶红外(FT-IR)光谱测试
  • 3-TPD表征'>2.5.5 NH3-TPD表征
  • 第三章 USY分子筛的改性研究
  • 3.1 前言
  • 3.2 改性USY分子筛的结构表征
  • 3.2.1 反应温度的影响
  • 3.2.2 液固比的影响
  • 3.2.3 反应时间的影响
  • 3.2.4 脱铝剂浓度的影响
  • 3.2.5 液相比的影响
  • 3.3 改性USY分子筛的酸性质
  • 3.4 改性USY分子筛的热稳定性
  • 3.5 小结
  • 4Y分子筛的孔结构调变'>第四章 NH4Y分子筛的孔结构调变
  • 4Y与USY分子筛的结构比较'>4.1 NH4Y与USY分子筛的结构比较
  • 4.1.1 骨架结构差异
  • 4.1.2 孔结构差异
  • 4.1.3 热稳定性差异
  • 4Y分子筛的结构表征'>4.2 改性NH4Y分子筛的结构表征
  • 4.2.1 pH值的影响
  • 4.2.2 反应温度的影响
  • 4.2.3 柠檬酸浓度的影响
  • 4.2.4 反应时间的影响
  • 4.2.5 液固比的影响
  • 4Y分子筛的酸性质'>4.3 改性NH4Y分子筛的酸性质
  • 4Y分子筛的热稳定性'>4.4 改性NH4Y分子筛的热稳定性
  • 4.5 小结
  • 4Y分子筛的结晶度调变'>第五章 NH4Y分子筛的结晶度调变
  • 4Y分子筛晶体结构的影响'>5.1 改性条件对NH4Y分子筛晶体结构的影响
  • 5.1.1 改性剂类型的影响
  • 5.1.2 改性剂加料方式的影响
  • 5.1.3 混合进料时体系pH值的影响
  • 5.1.4 反应温度的影响
  • 5.1.5 液固比的影响
  • 5.1.6 反应时间的影响
  • 5.1.7 硝酸/脱铝剂体积比的影响
  • 5.2 小结
  • 第六章 加氢裂化反应评价
  • 6.1 改性分子筛的筛选
  • 6.1.1 加氢裂化催化剂对酸性载体的结构需求
  • 6.1.2 选用分子筛的骨架结构
  • 6.1.3 选用分子筛的表面与孔结构
  • 6.1.4 选用分子筛的酸性质
  • 6.1.5 选用分子筛的热稳定性
  • 6.2 改性USY分子筛基加氢裂化催化剂反应性能
  • 6.2.1 加氢裂化原料的性质
  • 6.2.2 原料组成的影响
  • 6.2.3 载体的影响
  • 4Y分子筛基加氢裂化催化剂评价结果'>6.3 改性NH4Y分子筛基加氢裂化催化剂评价结果
  • 4Y-140 基加氢裂化催化剂的反应性能'>6.3.1 NH4Y-140 基加氢裂化催化剂的反应性能
  • 6.4 小结
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的学术成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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