加氢裂化催化剂的制备与性能评价

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加氢裂化技术是一项可处理劣质原料、直接生产清洁车用燃料的炼油技术。该技术具有较高的目标产品选择性、灵活的生产方案和较强的原料适应性等特点。随我国柴汽油消费比逐年降低,加氢裂化技术的目标产物由中间馏分油逐渐转向重石脑油,而加氢裂化催化剂在调控产物分布中起到了至关重要的作用,因此研发富产重石脑油的加氢裂化催化剂势在必行。酸性载体的结构与性质、金属与酸性组分的协同作用显著影响加氢裂化催化剂的催化性能。因此,本论文通过考察催化剂酸性组分Y型分子筛的结构、性质对催化剂性能的影响,测试其中试反应性能,并探究金属组分与酸性组分之间的协同作用,最终为制备富产重石脑油型加氢裂化催化剂提供理论支撑。本论文通过改性处理获得二次孔含量、硅铝比、总比表面积、结晶度不同的Y型分子筛,探究Y型分子筛结构对加氢裂化催化剂性能的影响。相比硅铝比、总比表面积、结晶度,二次孔含量对加氢裂化催化剂性能的影响最为显著,其含量的增加可显著提高加氢裂化催化剂的转化率、重石脑油的收率及选择性。以引入二次孔前后的分子筛为酸性载体制备催化剂,并以减压馏分油为原料对其进行中试反应性能评价。结果表明,二次孔的引入不仅可以加快反应物和产物分子的扩散,减少反应物分子过度裂化反应的发生,还可提高催化剂中金属组分分散度,提高催化剂加氢活性,从而提高催化剂的活性与重石脑油选择性。富含二次孔的催化剂对重石脑油的收率比常规催化剂高3%,且该催化剂对减压馏分油的转化率、重石脑油选择性比工业催化剂高20%和10%。二次孔引入的催化剂还可改善催化剂的原料油适应性和抗积碳性能,催化剂表现出良好的稳定性。作为双功能催化剂,其催化性能还取决于金属位、酸性位的活性及两活性位间协同效应的优劣。本论文通过改变金属组分的负载量及酸性载体中分子筛的含量用以考察催化剂两种功能的协同作用对催化剂加氢裂化性能的影响。研究表明,在正十二烷加氢裂化反应中,金属负载量的增加可抑制反应物中间体过度裂化反应的发生,提高C4-C8烷烃的选择性;提高催化剂酸性位含量在一定范围内可提高催化剂活性,但过量的酸性位导致过度裂化反应,降低C4-C8产物选择性。当Ni O负载量为5%,WO3负载量为20%,Y型分子筛含量为26.3%时,催化剂金属组分和酸性组分达到良好协同,此时催化剂对C4-C8选择性高达82.2%,收率达58.8%。
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