ZSM-5分子筛的改性及其催化裂化性能评价

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近年来,国内市场对丙烯衍生品需求不断增长,在众多生产丙烯工艺中,催化裂化工艺仍然是生产丙烯的主要工艺;为了进一步提升催化裂化工艺生产丙烯的能力,加入由ZSM-5为活性组分制备的催化裂化助剂是非常有效的方法。在催化裂化催化剂再生过程中,ZSM-5分子筛会产生永久性失活;同时ZSM-5分子筛酸性对反应中产物分布也有决定作用,因此对ZSM-5分子筛进行改性研究具有重要和实际的工程意义。本文对ZSM-5分子筛进行改性,并以改性分子筛为活性组分制备催化裂化催化助剂,用于催化裂化多产丙烯。首先,对ZSM-5分子筛进行P改性研究,结果表明:焙烧活化后的P改性分子筛的相对结晶度、比表面积和孔体积、酸量和酸强度以及催化活性会随着P含量的增加而降低;在水热老化后,未改性分子筛被破坏严重,同时由原来正交晶系转变为单斜晶系,改性分子筛会保留原有晶型结构,且相比于未改性分子筛会保留有较多量的微孔比表面积和孔体积、酸量以及催化活性,当P含量为1%时,水热老化后有最高微反活性29.3%,且以此样品为活性组分制备催化助剂用于重油裂化其丙烯收率为8.15%,比未改性分子筛制备的催化助剂高1.19%;其次,对ZSM-5分子筛进行过渡金属改性(Fe、Co、Ti、Mn、Zn、Zr),并制备催化助剂进行重油裂化评价,结果显示Zr改性后制备的催化助剂具有最高丙烯收率8.09%,其次是Fe,其丙烯收率为7.70%;之后对ZSM-5分子筛进行Zr、Fe双金属改性,并制备催化助剂,在评价中发现双金属改性后并没有明显提高丙烯收率;最后,对ZSM-5分子筛进行P和Zr复合改性,先进行P改性,并对P改性分子筛进行不同方法处理,之后再浸渍Zr。研究发现ZSM-5分子筛在P改性焙烧后接着水热老化处理,再引入Zr,该改性方法制备的分子筛在水热老化后有最佳性能,所制备催化助剂后用于重油催化裂化,丙烯收率可以达到8.66%。
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