液化气中烯烃芳构化制取高辛烷值汽油的研究

论文题目: 液化气中烯烃芳构化制取高辛烷值汽油的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理化学

作者: 宋月芹

导师: 徐龙伢

关键词: 液化气,芳构化,分子筛,水热处理,碱处理

文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 液化气中烯烃芳构化既制取符合标准的高辛烷值汽油,又可以副产车用液化气。本文着重考察了HZSM-5 催化剂的酸性以及孔道结构对液化气中烯烃芳构化活性及稳定的影响。不同分子筛上烯烃芳构化反应结果表明具有合适孔道结构及一定强酸中心的ZSM-5 分子筛具有良好的芳构化性能。在此基础上考察了反应条件及催化剂中的粘接剂对烯烃在HZSM-5 催化剂上芳构化性能的影响。提高反应温度和降低空速有利于提高芳构化活性,而反应压力对芳构化反应没有明显的影响,粘接剂仅仅起到提高催化剂机械强度的作用,临氢操作有利于提高芳构化反应稳定性。首次发现了芳构化反应稳定性同时受HZSM-5 催化剂上的酸密度与酸分布的影响,适当的密度以及合适的强酸中心和弱酸中心的比例有利于提高芳构化反应稳定性;而降低强酸中心维持弱酸中心的基本不变不能改善反应稳定性。为改善催化剂反应稳定性,本文提出了一种碱处理的方法。碱处理导致了中孔产生,反应过程中,部分结焦反应发生在新产生的中孔中,减少了微孔中的积碳量,改善了孔道的堵塞行为,反应稳定性大大提高。根据脉冲反应和TPSR 的实验结果认为在烯烃芳构化所经历的氢转移步骤中,第一步氢转移反应需要强酸中心催化,但可以在较低的温度下(<200℃)发生;强酸中心和弱酸中心均可催化进一步氢转移反应,但需要较高的反应温度,所有的氢转移反应不能在单独的酸中心上完成。

论文目录:

第一章 文献综述

1.1 绪论

1.2 轻质烃转化为芳烃的国内外研究现状评述

1.2.1 轻烃芳构化的主要工艺过程

1.2.2 轻烃芳构化反应研究的进展

1.3 芳构化机理

1.4 轻质烃芳构化反应的热力学与动力学

1.4.1 烯烃芳构化的热力学计算

1.4.2 轻烃芳构化的动力学研究

1.5 ZSM-5 分子筛催化剂在芳构化反应过程中的失活与反应稳定性

1.6 选题的依据以及研究内容

1.7 本文研究的主要内容

参考文献

第二章 实验方法

2.1 主要原料及试剂

2.2 催化剂的制备

2.3 催化剂反应活性评价

2.4 催化剂表征

第三章 液化气中烯烃在不同分子筛催化剂上芳构化性能的比较

3.1 前言

3.2 催化反应结果

3.2.1 催化剂的制备

3.2.2 固定床上的连续反应结果

3.2.3 1-丁烯在不同分子筛催化剂上程序升温表面反应(TPSR)

3.3 小结

3.4 参考文献

第四章 反应条件对液化气中烯烃在HZSM-5 催化剂上芳构化性能的影响

4.1 前言

4.2 催化反应结果

4.2.1 反应温度对液化气中的烯烃芳构化性能的影响

4.2.2 反应空速对液化气中的烯烃芳构化性能的影响

4.2.3 反应压力对液化气中的烯烃芳构化性能的影响

4.2.4 反应气氛对液化气中的烯烃芳构化性能的影响

4.2.5 粘接剂对液化气中的烯烃芳构化性能的影响

4.3 小结

参考文献

第五章 HZSM-5 的酸性对液化气中烯烃芳构化活性及稳定性的影响

5.1 前言

5.2 实验说明

5.3 液化气中烯烃在K 改性的HZSM-5 上的芳构化性能

5.3.1 K 的改性对HZSM-5 物化性能的影响

5.3.2 液化气中烯烃在K 改性的HZSM-5 催化剂上的芳构化性能

5.4 水热处理对HZSM-5 催化剂上的烯烃芳构化反应性能的影响

5.5 HZSM-5 催化剂的酸性对液化气中烯烃转化过程中结焦行为的影响

5.6 HZSM-5 催化剂的酸性对液化气中烯烃芳构化反应稳定性的影响

5.6.1 不同酸性催化剂上芳构化反应稳定性的评价

5.6.2 液化气中烯烃芳构化反应稳定性提高的原因探讨

5.7 小结

参考文献

第六章 ZSM-5 分子筛碱处理对改善液化气中烯烃芳构化反应性能的影响

6.1 前言

6.2 实验说明

6.3 碱处理对ZSM-5 分子筛物理化性能的影响

6.4 ZSM-5 分子筛的碱处理对液化气中烯烃芳构化反应性能的影响

6.4.1 不同碱处理条件下液化气中烯烃的芳构化反应性能

6.4.2 ZSM-5 分子筛碱处理对提高烯烃芳构化反应稳定性原因的探讨

6.5 碱处理后的ZSM-5 分子筛进一步的水热处理对烯烃芳构化反应性能的影响

6.6 小结

参考文献

第七章 烯烃在HZSM-5 催化剂上原位反应的研究

7.1 前言

7.2 催化剂制备、脉冲反应以及TPSR 实验方法

7.3 不同碳原子数的烯烃在HZSM-5 分子筛催化剂上的脉冲反应

7.3.1 不同碳数的单烯烃HZSM-5 催化剂上的脉冲反应

7.3.2 环烯烃、二烯以及单烯在HZSM-5 催化剂上脉冲反应

7.4 单烯、二烯与环烯烃在HZSM-5 催化剂上的TPSR

7.5 1-丁烯在不同酸性HZSM-5 催化剂上的反应比较

7.6 小结

参考文献

第八章 结论

作者简介及发表文章目录

致谢

发布时间: 2005-10-15

参考文献

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