以分子筛为催化剂的FCC汽油烷基化脱硫催化精馏的研究

摘要

随着环境的恶化，车用汽油的品质问题成为人们关注的焦点。我国国Ⅴ汽油标准要求车用汽油中硫的含量不大于10ppmw，以减少汽车尾气中SOx的排放。汽油降硫方法包括加氢脱硫和非加氢脱硫技术，其中加氢脱硫技术成本高、条件苛刻，且不能深度脱硫，非加氢脱硫技术环保、成本低、投资小，得到越来越多人的关注。其中的烷基化脱硫技术条件温和、辛烷值损失小、成本低、脱硫效率高，具有广阔的发展空间。研究过程中结合了新型的催化精馏方式，将烷基化反应与精馏分离相结合，达到脱除硫化物的目的。
　　本文从四种不同孔径和酸强度的分子筛中选取一种催化活性最好的催化剂T-1，并对该催化剂进行稳定性考察。实验结果显示随实验次数的增加，催化剂活性初始下降很快，脱硫率由80％下降到60%，但后期趋于平稳，脱硫率保持在50%附近。以T-1为催化剂，对噻吩发生的烷基化反应进行了动力学研究。实验结果显示噻吩烷基化反应为一级反应，动力学参数：指前因子为0.20s-1，活化能为19230.20J/mol。反应速率方程为：
　　在动力学研究的基础上，对模拟汽油和真实汽油进行Aspen催化精馏模拟。对进料位置、回流比等条件进行优化，使得催化精馏塔塔顶物流的硫含量达到目标浓度：小于10ppmw。以模拟汽油为进料时优化后条件：塔内理论板数为23块，反应段为2—11块理论板，进料位置13块理论板，回流比为1。此时塔顶硫含量为9.36ppmw，反应段温度在113℃左右。以真实汽油为进料时优化后条件为：塔内理论板数为23块，反应段为2—13块理论板，进料位置13块理论板，回流比为1.3。此时塔顶硫含量为9.64ppmw，反应段温度在165—170℃之间。两种情况反应段温度有一定差别，这也说明以真实汽油模拟的必要性，可以为工业化提供理论指导。

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符号说明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 脱硫技术

1.3 FCC汽油烷基化脱硫

1.4 FCC汽油烷基化脱硫催化精馏的应用

1.5 论文工作的提出

第二章 实验方法及分析方法

2.1 实验试剂与仪器

2.2 实验方法

2.3 计算方法

第三章 汽油脱硫催化剂的选取及活性评价

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与讨论

3.4 小结

第四章 催化剂稳定性考察

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 实验结果及分析

4.4 真实汽油验证实验

4.5 小结

第五章 催化剂动力学研究

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3 数据处理与模型检验

5.4 小结

第六章 汽油脱硫催化精馏的研究

6.1 模拟汽油烷基化催化精馏的模拟

6.2 催化裂化汽油催化精馏模拟

6.3 小结

第七章 结 论

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢