固体磷酸催化FCC汽油烷基化脱硫的研究

摘要

随着环保立法要求的越来越严格，生产低硫催化裂化汽油的工艺方法已成为石油工业的重要研究任务。催化裂化(FCC)汽油中噻吩类硫化物约占硫化物总量的80％以上，因此，如何促进噻吩类硫化物的转化是降低催化汽油硫含量的关键。而以硅藻土为载体负载磷酸制备的固体磷酸催化剂是实现环境友好化催化工艺的一条重要途径。 本文以硅藻土和MCM-41介孔分子筛为载体，通过负载正磷酸和焦磷酸的方法，制备出了一系列固体磷酸催化剂。考察了制备条件(焦磷酸与正磷酸质量比、总酸与硅藻土质量比、焙烧温度、焙烧时间)和反应条件(剂油比、反应温度、反应时间)对催化剂催化FCC汽油烷基化脱硫性能的影响，同时对最佳制备条件下的催化剂进行了稳定性初步研究。 实验结果表明，影响固体磷酸催化剂催化性能的主要因素是总酸与载体质量比和焙烧温度，焦磷酸与正磷酸质量比和焙烧时间的影响较小。150℃反应1h时，FCC汽油反应产物中<100℃馏分的硫含量从160.43 mg.L-1降低为35.86 mg.L-1，100～120℃馏分的硫含量从305.74 mg.L-1降低为80.76 mg.L-1>120℃馏分的硫含量则从421.49 mg.L-1增加为533.19 mg.L-1。催化剂稳定性初步研究表明：FCC汽油原料经树脂吸附预处理后，催化剂的活性比较稳定；FCC汽油原料未处理时，催化剂的活性仍然比较稳定。本文通过比较比表面积较小的硅藻土和比表面积较大的全硅MCM-41介孔分子筛为载体制备的两种催化剂的性能，可知，载体比表面积对催化剂的性能影响不大，影响催化剂活性的主要因素是催化剂中正磷酸硅和焦磷酸硅两种晶体化合物的比例。通过实验得出，无论是以硅藻土为载体还是以全硅MCM-41介孔分子筛为载体，制备固体磷酸催化剂的最佳条件为：焦磷酸与正磷酸质量比2，总酸与载体质量比6，焙烧温度500℃，焙烧时间4h。

目录

文摘

英文文摘

声明

前 言

第一章文献综述

1.1固体磷酸催化剂的制备及其应用

1.1.1固体磷酸催化剂的制备

1.1.2固体磷酸催化剂的应用

1.2汽油脱硫技术进展

1.2.1烷基化脱硫

1.2.2吸附脱硫

1.2.3萃取脱硫

1.2.4生物脱硫

1.2.5等离子脱硫

1.2.6直接溶剂抽提

1.2.7膜分离脱硫

1.3论文工作的提出

第二章实验仪器及方法

2.1实验试剂

2.2原料油性质

2.3实验仪器

2.4实验装置

2.5实验方法

2.5.1固体磷酸催化剂的制备

2.5.2催化剂催化性能评价

2.5.3 FCC汽油原料及反应产物分析

2.6物性表征

2.6.1 BET测试

2.6.2 X射线衍射仪

2.6.3扫描电子显微镜SEM

2.6.4红外光谱(IR)

第三章固体磷酸的制备条件对催化性能的影响

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1固体磷酸催化剂的制备

3.2.2催化剂性能评价

3.3结果与讨论

3.3.1制备条件对催化剂催化FCC汽油烷基化脱硫性能的影响

3.3.2反应条件对催化剂催化FCC汽油烷基化脱硫性能的影响

3.3.3 FCC汽油中烃类及硫化物的分布变化

3.3.4模拟汽油中烃类及硫化物的分布变化

3.3.5考察催化剂的稳定性

3.4小结

第四章不同载体对固体磷酸催化剂催化性能的影响

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1全硅MCM-41介孔分子筛的制备

4.2.2催化剂性能评价

4.3结果与讨论

4.3.1全硅MCM-41介孔分子筛的XRD表征

4.3.2制备条件对FCC汽油烷基化脱硫性能的影响

4.3.3不同载体对固体磷酸催化剂催化性能的影响

4.4小结

第五章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢