【摘 要】
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催化柴油含有大量的单环芳烃和双环芳烃,具有十六烷值低、密度大等一系列的缺点。随着我国环保标准的提高,催化柴油的再处理和再应用这一问题逐渐得到了石化行业的重视。催化柴油加氢裂化制备BTX技术不仅可以解决催化柴油质量不达标以及柴油产能过剩的问题,同时还能缓解我国BTX供不应求的现状,具有十分重要的工业价值和经济价值,而该技术的核心是如何提高BTX的选择性和收率。针对这一关键性问题,本文以1-甲基萘作为
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催化柴油含有大量的单环芳烃和双环芳烃,具有十六烷值低、密度大等一系列的缺点。随着我国环保标准的提高,催化柴油的再处理和再应用这一问题逐渐得到了石化行业的重视。催化柴油加氢裂化制备BTX技术不仅可以解决催化柴油质量不达标以及柴油产能过剩的问题,同时还能缓解我国BTX供不应求的现状,具有十分重要的工业价值和经济价值,而该技术的核心是如何提高BTX的选择性和收率。针对这一关键性问题,本文以1-甲基萘作为催化柴油的模型物原料,从反应温度、催化剂加氢金属中心以及催化剂裂化酸性中心三个角度出发,研究其对加氢裂化反应性能的影响。首先,采用等体积浸渍法将10 wt%的WO3和5 wt%的Ni O浸渍在Beta分子筛载体上,制备相应的加氢裂化催化剂。在反应压力6 MPa、氢油比1300的条件下,将催化剂分别在反应温度为420℃、460℃和500℃下进行加氢裂化反应,考察反应温度对1-甲基萘加氢裂化性能的影响。结果表明:随着反应温度的升高,BTX收率从420℃的61.03 mol%提高到了500℃的79.08 mol%。其次,研究了催化剂的加氢金属中心对其高温加氢裂化性能的影响。制备了不同金属配比和负载量的Ni W/Beta催化剂(10W5Ni/Beta、15W/Beta、20W5Ni/Beta、25W/Beta和35W/Beta)并对其物理化学性质进行了表征。在500℃、6 MPa和氢油比1300的反应条件下,评价了所合成催化剂的催化性能。实验结果表明:相对于W/Beta催化剂,Ni W/Beta催化剂的加氢能力大幅度提高。随着金属氧化物负载量的增加,酸中心和金属中心的平衡因子BI逐渐增大。25W/Beta催化剂的酸中心和金属中心具有更好的匹配关系,BTX选择性和收率最高。在空速为3.4 h-1时,BTX收率高达84.62 mol%。最后,研究了催化剂的裂化酸性中心对其高温加氢裂化性能的影响。先制备了一系列不同硅铝比的Beta分子筛(Si O2/Al2O3=23、46、60、180和351 mol/mol),并向其浸渍25 wt%的WO3制备了相应的加氢裂化催化剂。在500℃、6 MPa和氢油比1300的反应条件下,评价了所合成催化剂的催化性能。实验结果表明:随着Beta分子筛硅铝比的增加,BTX收率呈现先上升后下降的变化趋势。硅铝比为183的分子筛所对应的催化剂具有最大的BTX收率。然后分别采用离子交换法和原位合成法对Beta分子筛进行硼酸改性并对其物理化学性质进行了表征。在相同反应条件下对其进行了催化性能评价。结果表明:不同硼酸浓度下对Beta分子筛进行离子交换,硼原子均不能进入分子筛骨架中,分子筛的酸性质变化不大,相应催化剂的催化性能变化不明显。而采用原位合成的方法对Beta分子筛进行改性,硼原子可以进入分子筛骨架。随着硼含量的增加,酸量逐渐下降,BTX收率呈现先上升后下降的趋势。当Al2O3:B2O3=3:7时,相应催化剂的BTX收率最高。
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