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轻烃异构化反应是炼油和石油化工的重要工艺过程之一,C5/C6异构化可有效提高直馏石脑油馏分辛烷值,其突出优点在于可提高汽油的前端辛烷值,以减少发动机在降速条件下所产生的爆震,从而弥补了催化重整过程所产汽油在质量上的缺点。因此轻烃异构化对炼油和石油化工具有重要意义。
本论文采用连续流动式固定床高压微反—色谱联合装置,考察了离子交换、竞争吸附剂以及金属镍、钼含量对正戊烷临氢异构化镍—钼—氢型丝光沸石(Ni-Mo-HM)催化剂反应性能的影响。实验结果表明Ni-Mo-HM催化剂可以作为正戊烷异构化催化剂,性能优于Ni-HM催化剂。引入助剂Mo可以提高催化剂的性能。催化剂异构化活性随着离子交换次数的增加而提高;引入竞争吸附剂可以提高催化剂活性。
Ni-Mo-HM催化剂上的正戊烷异构化遵循典型的双功能催化反应机理,在低镍含量时,金属中心上的加脱氢为速度控制步骤;高镍含量时,酸中心上的正碳离子骨架异构反应为速度控制步骤。
HM3351催化剂上的实验表明,较适宜的工艺条件为T=305℃、P=2.0MPa、WHSV=1.0-1、H2/nC5=3:1。在优化的工艺条件下,正戊烷转化率为67.2wt%、异戊烷收率为62.2wt%、异戊烷选择性为92.5wt%、液体产物收率为96.1wt%。