论文部分内容阅读
本文主要研究了以油田低碳烷烃为原料,通过低碳烷烃芳构化催化反应生产芳烃BTX的工艺过程。催化剂以Zn/HZSM-5为载体,通过浸渍法将活性组分La、Ce、Pr和Tb等引入催化剂,对催化剂不同稀土金属元素活性组分进行了筛选。在常压下,采用固定床连续流动反应器,研究了催化剂改性稀土种类、负载质量分数对芳构化结果的影响。结果表明在芳构化的基础上引入稀土金属元素如:La、Ce、Pr和Tb等改性0.5%Zn/HZSM-5后,催化剂的芳构化催化性能均有不同程度的提高,表明稀土金属Ce、La、Pr、Tb是低碳烷烃芳构化反应催化剂的良好助剂,尽管所起的作用不同,但均能不同程度地改善芳构化性能。其中Tb的作用特别显著,添加在催化剂Zn/HZSM-5上提高了催化活性,使低碳烷烃中C5转化率从65.5%增至95.3%,BTX的收率也从44.2%升至66.6%。在稀土-Zn/HZSM-5催化剂体系中,稀土金属本身不具有催化作用,而是作为催化剂助剂对催化剂主组分Zn起调变作用。通过催化剂活性评价研究了反应体系中稀土添加量,得出催化剂体系的最佳稀土添加量为Tb/Zn原子比为0.06。接着研究了反应温度、重时空速、原料组成对目的产品的影响,筛选得到的适宜芳构化反应温度为540℃,重时空速1.0 h-1。最后进行了中试放大,填充催化剂1000mL,主要对催化剂的稳定性和再生性能进行了考察,单周期考察结果为:液相收率在65～72%之间波动,芳烃含量由58.4%降至56.6%。每周期反应约为30天,再生时间约3～5天后,该催化剂仍可保持较高的活性,液相收率在60%～70%,芳烃含量为52%～57%,可以进行工业放大设计。并对Tb-Zn/HZSM-5芳构化催化剂的稳定性进行了考察,反应了八个周期,每个周期反应时间达30天(720小时),催化剂进行了七次烧焦再生,共考察了5760小时。结果表明,Tb-Zn/HZSM-5催化剂的活性稳定性好,制备方法可靠,重复性好。达到了工业应用的要求目的。