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《大连理工大学》 2011年
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镓、锌改性的HZSM-5分子筛芳构性能研究

杨在峰  
【摘要】:随着汽车工业的发展和人们环保意识的增强,汽油的标准也愈来愈严格。我国最新汽油标准中规定,硫含量不得高于50 ppm,烯烃不高于25%(体积百分数,以下同),芳烃与烯烃含量之和不高于60%。 我国汽油组成中约80%为FCC汽油,其表现为硫和烯烃含量高的特征,但芳烃还有上升空间。在使用加氢脱硫技术降低硫含量的同时,会导致烯烃含量的降低,从而辛烷值也会随之降低。为了保住产品的辛烷值,可以通过芳构化的方法将FCC汽油中的烯烃和烷烃转化高辛烷值的芳烃,从而使汽油的辛烷值不降低,亦可将直镏汽油等低品质汽油改质,达到提高汽油品质的目的。 纳米HZSM-5分子筛具有外表面酸中心多,吸附量大,吸附能力强,扩散阻力少等性能特点,使具有优良的芳构化性能和抗积碳能力,已应用于多种烃类转化反应中。水热处理是调节催化剂酸性和稳定性的常用方法,一定浓度的硝酸酸洗可以除去水热处理后催化剂孔道中堆积的非骨架铝,起到疏通孔道的作用,金属镓和锌具有良好的芳构化能力。以不同温度水热处理并酸洗后的与氧化铝混合挤条后的纳米HZSM-5为母体,分别以金属Ga和Zn为活性组分制备催化剂,并尝试用其他金属对其改性,考察其对FCC和直镏汽油的芳构化能力。 通过上述研究,得出以下结论: (1)以600℃水热处理并酸洗的HZSM-5为母体制备的Ga/HZSM-5在Ga系催化剂中表现出了最优的芳构化性能,在反应温度为480℃、WHSV=1 h-1的条件下,其所得产品中芳烃含量为58.3%,C3+4含量为7.6%。 (2)水热处理可以降低纳米HZSM-5的酸量,同时降低其L酸及B酸量,随着水热处理温度的升高,酸洗后的水热处理HZSM-5的L/B值升高,酸强度降低。 (3)使用金属Fe、Cu和Cr的盐对Ga/HZSM-5进行二次改性,在选定条件下,对其芳构化性能的提高并无有利影响。 (4)La和P改性后的Zn/HZSM-5芳构化效果要好于Cu和Ni改性,并且以2%Zn及1%La的负载量为最佳。在反应温度为380℃、WHSV=1.5h-1时,其产品中芳烃含量为22.1%,烯烃25.7%,计算辛烷值89.7。 (5)Ga和Zn改性后的HZSM-5遵循相同的反应机理,并不因活性组分不同而导致芳构化机理改变。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE624.81

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