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近年来由于丙烯需求量增长迅速,重油催化裂解多产丙烯催化剂的开发受到广泛关注。ZSM-5分子筛因其特殊的孔道结构可大幅提高裂解过程中丙烯的选择性,而使其成为研究热点。同时,由于反应目的及催化剂活性组分存在较大差异,微活指数等传统的用以评价催化裂化催化剂活性的指标已不再适用于催化裂解反应体系。本文以此为研究背景,对ZSM-5分子筛进行酸性质调变及孔道结构修饰,以提高催化剂的反应活性;并考察催化裂解催化剂在重油微反装置上的反应规律,提出裂解指数以更客观地评价催化裂解催化剂的反应活性。本实验首先采用过渡金属和磷元素调变ZSM-5分子筛酸性质,结果显示钨(W)和磷(P)复合改性ZSM-5分子筛的重油催化裂解反应效果最佳。W、P之间的协同作用使改性催化剂表现出更好的反应性能。单纯W改性分子筛虽然与复合改性分子筛表现出相似的酸性质,但由于W物种有较强的脱氢活性,反应产物中氢气及焦炭收率明显增加。P元素的存在一方面有效抑制了W物种的脱氢活性,优化了产物分布;另一方面还抑制了W物种在ZSM-5分子筛表面上的聚集,有利于将无催化活性的八面体配位W物种转化为有催化活性的四面体配位W物种,使催化剂在水热老化后保留更多的酸性位,从而使改性催化剂表现出更优异的反应性能。采用碱处理对分子筛孔道结构进行修饰,考察不同碱溶液对ZSM-5分子筛孔道结构性质及水热稳定性质的影响。结果显示,单独采用NaOH溶液处理分子筛时,其水热稳定性明显下降;而在NaOH溶液中加入Al或P元素可一定程度上抑制碱溶液对分子筛的强破坏作用,使分子筛在引入介孔结构的同时,保持较好的水热稳定性,并使催化剂反应性能明显提高。以抚顺减二线蜡油为原料,考察了重油催化裂解催化剂在微反装置上的反应规律,并与提升管反应数据进行比较。结果表明温度540°C、剂油比6、空速8h-1是较为适宜的评价该体系催化剂的反应条件;根据催化裂解反应的目的及特点,定义了评价裂解催化剂反应性能的指标——裂解指数(CI),该指数越大,表明催化剂的反应活性越高。并通过设计实验,对裂解指数的正确性及通用性进行了验证。