丁烯在納米ZSM-5催化劑上催化裂解制丙烯.pdf

1、C<,4>液化氣中的丁烯催化裂解是增產(chǎn)丙烯的有效方法。論文以FCC副產(chǎn)的含丁烯的液化氣為原料，在納米ZSM-5沸石催化劑上開展了催化裂解制丙烯的研究： (1)首次將納米ZSM-5沸石應(yīng)用于丁烯催化裂解生產(chǎn)丙烯的研究中。選用已經(jīng)工業(yè)化的氫型納米ZSM-5催化劑和兩種氫型微米ZSM-5催化劑進(jìn)行了對比研究，發(fā)現(xiàn)氫型納米ZSM-5催化劑在丁烯催化裂解制丙烯反應(yīng)中具有積碳速率低、抗積碳失活能力強(qiáng)和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。 (2)考察了反

2、應(yīng)條件對氫型納米ZSM-5催化劑反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度和進(jìn)料質(zhì)量空速對丙烯和乙烯的生成有重要影響，較高的反應(yīng)溫度和進(jìn)料質(zhì)量空速對丙烯和乙烯的生成有利，但反應(yīng)溫度和進(jìn)料質(zhì)量空速太高，都會加快催化劑上的積碳速率，導(dǎo)致催化劑失活加快；液化氣原料中的丁烯含量也是影響催化性能的重要因素之一，丁烯含量太高對反應(yīng)穩(wěn)定性不利。 (3)系統(tǒng)研究了H<,2>O、H<,2>和N<,2>稀釋氣對水蒸汽處理的納米ZSM-5催化劑催化性能的影響

3、。結(jié)果表明，稀釋氣的加入有利于提高丙烯收率、降低積碳速率和提高反應(yīng)的穩(wěn)定性，其中H<,2>作為稀釋氣效果最好。 (4)以氫型納米ZSM-5催化劑為母體，考察了水蒸汽處理的影響。結(jié)果表明，水蒸汽處理能夠減弱催化劑的酸性、調(diào)變強(qiáng)酸和弱酸的比例。較高的水蒸汽處理溫度能夠提高丙烯收率、降低積碳速率、提高催化反應(yīng)的穩(wěn)定性。水蒸汽處理溫度較低(低于550℃)時(shí)，催化劑的強(qiáng)酸所占比例增加，不利于丙烯收率的提高；水蒸汽處理溫度過高(高于700℃

4、)時(shí)，會破壞催化劑的結(jié)構(gòu)，同時(shí)使反應(yīng)的穩(wěn)定性下降，也不利于丙烯收率的提高。較佳的水蒸汽處理溫度為600-650℃。 (5)對氫型納米ZSM-5催化劑的改性進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明：P改性可以顯著減弱催化劑的酸性，提高丙烯收率；當(dāng)采用10％的Mo進(jìn)行改性時(shí)，催化劑的酸性減弱，丙烯的收率和選擇性顯著提高；鐵改性的催化劑，對丁烯的裂解活性改變不大，但卻能促進(jìn)丁烷的裂解，使反應(yīng)的穩(wěn)定性得到了改善、丙烯的收率也得到了提高。 (6)