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《石油化工科学研究院》 2001年
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加氢裂化催化剂选择性的研究

董松涛  
【摘要】: 加氢裂化是一种使重质油轻质化,同时可大幅度提高产品质量的有效手段。加氢裂化技术的核心是催化剂,提高中间馏分油的收率是进一步提高催化剂性能的重要方向。 本文首先建立了一种以正癸烷为模型化合物的微反评价方法,其中微反转化率与中型活性呈线性关系;采用回归方程可以拟合出中间馏分油选择性。在此基础上系统地研究了影响加氢裂化催化剂性能的因素。 研究结果表明: 对非贵金属型加氢裂化催化剂,其载体的酸强度越高,酸中心的裂化活性越强,一定程度上符合液相的“Brφnsted”规则。 首次提出载体强酸对弱酸的比例对催化剂的性能有重要影响。提高强酸对弱酸的比例,可以增加加氢裂化催化剂的中间馏分油选择性。 提出了非贵金属型加氢裂化催化剂中复合使用两种分子筛时,可能会出现协同作用。其中Y型分子筛和Hβ沸石之间具有仂、同作用,结果是催化剂活性和异构性能同时提高,原因可能是反应中间产物存在由HY向Hβ沸石的“定向迁移”现象。 对分子筛的用量、性质与催化剂性能的关系研究表明: (1)一定范围内,催化剂中分子筛的用量越多,活性越强,而中间馏分油选择性越低。对中间馏分油型加氢裂化催化剂,分子筛用量应低于15%~20%。 (2)分子筛的晶胞常数越低,催化剂的选择性越高,活性越低,晶胞常数低于24.35(?),选择性的提高有限,而活性会进一步降低。 (3)分子筛中保持适量的非骨架铝有利于提高催化剂的综合性能。 (4)减小分子筛的粒径,催化剂异构性能的变化不大,但可以改变不同异构产物的比例。 (5)二次孔孔容是影响催化剂异构性能的重要因素,孔容越大,异构性能越高。 无定形硅铝的性质对催化剂的性能也有影响,研究表明:采用氧化硅含量在40%左右的无定形硅铝,催化剂的活性和选择性均较高。 一定范围内,加氢裂化催化剂的金属上量越高,加氢性能越强, 催化剂的异构性能和中间馏分油的选择性也越高。对含 15%左右 USY 的催化剂而言,金属上量的上限是 28%-30%(Nil(Ni-W)q.5人 提出中间馏分油型加氢裂化催化剂酸性载体应该具备如下特点: 高的平均酸强度;采用深度超稳Y型分子筛,它具有高结晶度和大 二次孔孔容;适量加入H6。 为制备出符合加氢裂化催化剂要求的Y型分子筛,系统研究了水 热/酸处理处理条件对分子筛性能的影响: 首次提出,分子筛水热处理的过程可以分为两个阶段,“初始阶 段”和“提高阶段”,研究了两种阶段的特征,并且给出了脱铝动力 学方程。 对水热处理过程二次孔的形成规律进行了系统研究,首次提出了 经“介稳态”形成二次孔的机理。由此可以解释分子筛水热处理过程 中总孔容提高现象。 确定了不同晶胞常数分子筛的酸洗条件,以及酸洗对水热处理分 子筛性质的影响。 采用水热处理和酸洗结合的方法,最终得到了晶胞常数低于 24.30A,具有大量二次孔,同时结晶保留度高的可以满足加氢裂化催 化剂需要的分子筛。基于新分子筛的加氢裂化催化剂具有较高的活性 和中间馏分油选择性。
【学位授予单位】:石油化工科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TE624.9

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