合成异丙苯催化剂失活原因和再生条件的研究

论文摘要

本文对吉化苯酚、丙酮装置烷基化反应合成异丙苯的QZ-2000烷基化失活催化剂进行了失活原因及再生条件的研究。分别采用TG和XRF确定了失活催化剂的积碳含量和失活催化剂中元素组成后发现，催化剂失活的原因除积碳外，还有砷化物中毒。根据催化剂积碳和毒物的性质，采用有机酸洗的处理方式脱除砷化物、焙烧的方式烧除积碳，并比较了直接焙烧、先酸洗后焙烧和先焙烧后酸洗再焙烧三种不同再生方案的效果。采用电感耦合等离子发射光谱（ICP-AES）和二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法（Ag-DDC）测定了催化剂中的砷含量，并进行了对比，得出QZ-2000烷基化失活催化剂的砷含量为0.34％。柠檬酸的脱砷效果强于甲酸和乙酸；砷化物的脱除率随酸洗处理温度的升高和时间的延长而提高；当处理温度高于80℃、处理时间超过2h后，砷化物的脱除率变化不大；先用质量分数为2％的柠檬酸在80℃下处理4h再焙烧（方案二）烧除积碳的失活催化剂，其脱砷率可达到27.4％。XRD谱图表明三种再生方案均未对β沸石的晶型结构造成影响；NH3-TPD曲线表明经先酸洗后焙烧（方案二）再生处理的失活催化剂的强酸量较直接焙烧（方案一）和经先焙烧后酸洗再焙烧（方案三）再生处理的失活催化剂的强酸量有明显恢复。烷基化反应性能评价结果表明，经方案二再生后的催化剂表现出很高的活性较新鲜催化剂相比。所以我们得出方案二是QZ-2000烷基化工业失活催化剂的最佳再生处理方案，我们又将此方案应用于哈尔滨蓝星公司合成异丙苯用QZ-2000、OZ-2001-04和QZ-2001-05烷基化失活催化剂的再生处理，再生后催化剂的活性同样得到明显恢复。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1.1 分子筛催化合成异丙苯工艺
• 1.1.1 Mobil/Badger异丙苯工艺
• 1.1.2 Enichem/Enichem异丙苯工艺
• 1.1.3 UOP/Q-Max异丙苯工艺
• 1.1.4 Dow/Kellog异丙苯工艺
• 1.1.5 CD Tech/CD Tech催化蒸馏异丙苯工艺
• 1.1.6 燕山石化异丙苯工艺
• 1.1.7 大连理工大学异丙苯工艺
• 1.1.8 上海石化研究院异丙苯工艺
• 1.2 分子筛催化剂的失活与再生
• 1.2.1 催化剂的失活原因分类
• 1.2.2 积碳的组成
• 1.2.3 分子筛的酸性质对积碳的影响
• 1.2.4 失活催化剂的再生研究
• 1.3 石油烃脱砷研究进展
• 1.3.1 砷的存在及主要的砷化合物
• 1.3.2 脱砷原理
• 1.3.3 脱砷剂的类型
• 1.3.4 脱砷剂的型号及特点
• 1.4 砷含量的测定方法
• 1.4.1 分光光度法
• 1.4.2 其他方法
• 1.5 论文的主要内容与目的
• 2 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 QZ-2000烷基化失活催化剂的再生方案
• 2.3 Ag-DDC法测砷原理及装置
• 2.3.1 Ag-DDC法测砷含量的原理
• 2.3.2 Ag-DDC法测砷装置
• 2.4 Ag-DDC法测砷步骤
• 2.4.1 标准曲线的绘制
• 2.4.2 催化剂中砷含量的测定
• 2.4.3 脱砷液中砷含量的测定
• 2.5 催化剂的表征
• 2.6 芳烃异丙基化反应
• 3 QZ-2000烷基化催化剂失活原因的分析
• 3.1 失活催化剂中积炭含量的测定
• 3.2 中毒原因及毒物来源的判定
• 3.3 小结
• 4 脱砷剂的选择与脱砷率的测定
• 4.1 QZ-2000烷基化失活催化剂中总砷含量的测定
• 4.2 不同测定总砷含量方法的比较
• 4.3 QZ-2000烷基化失活催化剂的再生处理
• 4.3.1 有机酸种类对脱砷率的影响
• 4.3.2 处理温度对脱砷率的影响
• 4.3.3 处理时间对脱砷率的影响
• 4.4 不同再生方案处理对脱砷率的影响
• 4.5 小结
• 5 再生催化剂的结构、酸性及反应活性研究
• 5.1 不同再生方案处理对催化剂结构的影响
• 5.2 不同再生方案处理对催化剂酸性的影响
• 5.3 不同再生方案处理对催化剂反应性能的影响
• 5.4 小结
• 6 哈尔滨烷基化失活催化剂再生后的反应性能评价
• 6.1 不同再生方案处理对QZ-2000催化剂反应性能的影响
• 6.2 不同再生方案处理对QZ-2001-04催化剂反应性能的影响
• 6.3 不同再生方案处理对QZ-2001-05催化剂反应性能的影响
• 6.4 催化剂样品图片
• 6.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢