輕烴催化裂解反應(yīng)與催化劑失活的研究.pdf

1、隨著乙烯丙烯市場需求的不斷增長，輕烴催化裂解制備低碳烯烴越來越受到世界各國的重視。影響催化裂解工藝的因素有很多，包括催化劑、操作條件和原料等，使得催化裂解機(jī)理及產(chǎn)品構(gòu)成各異。在輕烴催化裂解過程中，催化劑失活現(xiàn)象不可避免。
　　 本文首先對(duì)上海石化院提供的1#、2#催化劑進(jìn)行XRD、比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析以及酸性分析，然后在固定床-氣相色譜聯(lián)用裝置上進(jìn)行催化劑的活性、穩(wěn)定性考評(píng)。結(jié)果表明，2#較1#催化劑具有更大的比表面和更多的微孔

2、及介孔分布，1#較2#催化劑具有更多的弱酸酸量及平均酸密度，但2#催化劑存在少量強(qiáng)酸;2#催化劑活性優(yōu)于1#，1#催化劑穩(wěn)定性優(yōu)于2#。
　　 考察了1#、2#催化劑的工藝條件，即反應(yīng)溫度、質(zhì)量空速和水油比對(duì)雙烯收率的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度的升高有利于乙烯的生成，丙烯收率先上升后下降。質(zhì)量空速對(duì)裂解反應(yīng)的影響較大，較低或較高的質(zhì)量空速都不利于提高雙烯收率。1#催化劑上隨著水油比的增加，丙烯收率上升，乙烯變化不大;2#催化劑上水

3、油比在0～2的范圍內(nèi)，乙烯、丙烯都隨著水油比的增加而增加，但再增加水油比，雙烯收率都降低。
　　 分別以正庚烷、2-甲基戊烷、環(huán)己烷作為直鏈、支鏈和環(huán)烷烴的模型化合物，考察了三種不同原料在1#、2#催化劑上的裂解反應(yīng)性能，并進(jìn)行裂解反應(yīng)機(jī)理分析。結(jié)果表明，不同原料催化裂解從易到難順序?yàn)?正庚烷＞2-甲基戊烷＞環(huán)己烷;相同溫度下，正庚烷具有最高的乙烯收率，2-甲基戊烷具有最高的丙烯收率，環(huán)己烷則乙烯丙烯收率都較低;裂化機(jī)理比率隨著

4、溫度的升高而增大，1#催化劑裂化機(jī)理比率大于2#催化劑。相同條件下，正庚烷裂化機(jī)理比率最大，表明其最易發(fā)生單分子裂解，而2-甲基戊烷裂化機(jī)理比率最小，表明其有相對(duì)較多的雙分子反應(yīng)發(fā)生。
　　 對(duì)2#催化劑進(jìn)行再生、再考評(píng)后得出，其穩(wěn)定性較差是由積炭失活引起。對(duì)三個(gè)不同原料失活后的催化劑進(jìn)行元素分析、熱重分析、比表面積及孔結(jié)構(gòu)、氣質(zhì)聯(lián)用等表征，分析了催化劑的積炭量、積炭類型、位置和積炭組成。結(jié)果表明，相同條件下，正庚烷失活催化劑積