不同种类usy沸石的制备及汽油合成

不同种类usy沸石的制备及汽油合成

近年来，石油资源消耗日益频繁，对燃料和化工的需求日益增长。随着环保法规越来越严格，炼油厂面临着巨大的压力。为了解决这些难题，亟需寻找石油替代资源来缓解石油资源短缺的危机。在众多的可再生能源中，具有优良的性质的植物油目前催化裂化装置普遍采用的分子筛催化剂，USY沸石是催化裂化工艺的主要活性组分，具有较好的汽油和柴油收率。文献本文通过研究植物油的催化裂化性能，详细研究了USY沸石介孔体积对植物油裂化产物分布及汽油族组成和辛烷值的影响，为植物油作为车用燃料的高效利用提供了新的思路。1实验材料和方法1.1实验材料NaY1.2usy泡沫的制备五种USY沸石样品的制备步骤如下所述。USY1.3催化剂的制备催化剂Cat1.4pertpowder型X射线衍射仪（XRD），荷兰PANalyticalX′PERTPOWDER型；X射线荧光光谱仪（XRF），荷兰PANalyticalPetro-AxiosmAX型；低温氮气物理吸附仪（N1.5催化裂化能力采用昆仑永泰公司固定流化床装置评价植物油的催化裂化能力。催化剂装填量为200g，剂油比为6，反应温度为480℃。将筛好的催化剂装入反应器中，通入N1.6汽油烃类组成分析采用实沸点蒸馏器将液体产物切割出汽油馏分，采用PONA分析法分析汽油产品的烃类组成。仪器型号为：美国VARIAN公司CP-3800型气相色谱。2结果与讨论2.1usy沸腾石的性能2.1.1usy沸石的物理性质和元素组成图1集中展示了五种USY沸石的XRD谱图。结果表明，五种USY沸石的衍射峰与NaY标样的峰形一致，均归属于FAU型沸石，峰形保持完整，并且无杂晶峰出现，说明USY沸石骨架结构保存较好。USY沸石的物理性质数据和元素组成集中汇总于表1。结果表明，经过改性后的五种USY沸石具有接近的骨架硅铝比，其中USY2.1.2usy泡沫结构的性能五种USY沸石的孔径分布图如图2所示。USY沸石的织构性质数据见表2。结果表明，USY2.1.3usy沸腾石的酸性质USY沸石的NH2.1.4usy沸腾石的硅磁数据固体核磁技术准确快速、分辨率高，对被分析物质无损伤，对局部结构变化敏感，在沸石的结构研究中得到了极为广泛的应用。2.1.5usy沸腾石的铝磁数据Al核磁共振表征是研究沸石中铝的结构和配位状态更为直接的手段。图5展示了五种USY沸石的2.1.6usy泡沫的微观性质USY沸石的扫描电镜观察如图6所示，结果表明，USY采用透射电镜观察五个USY沸石骨架中的介孔形貌及其分布情况，具体见图7。在USY2.2油压化和裂化的结果2.2.1催化剂的影响催化裂化过程中，脂肪酸酯分子一般先发生初始裂化反应生成羧酸、烯酮、烯醛等大分子含氧衍生物。这些中间物种会在催化剂的酸性位上继续发生二次裂化、脱氧、聚合、环化、氢转移、异构化、芳构化等反应，从而生成汽油、液化石油气、小分子的烃类、CO、COUSY沸石催化剂会促进植物油中脂肪酸酯的初始裂化反应介孔结构有利于提高反应收率，提高了汽油和柴油总收率，但是降低了汽油的辛烷值。简单地增加USY沸石的介孔体积并不可行，需要适度地增加介孔体积，同时保留较好的酸性，这样才能有利于植物油催化裂化反应。氢转移反应在催化裂化过程中起到十分重要的作用，能够影响到产物分布和催化剂稳定性经过实沸点蒸馏得到的汽油中烃类族组成包括烷烃（正构烷烃和异构烷烃）、烯烃、环烷烃和芳香烃。不同催化剂得到的汽油族组成见表6，汽油的指标见表7。结果表明，随着催化剂中USY沸石介孔体积的增大，正构烷烃收率仅有微弱的增加，异构烷烃和环烷烃的收率先有所增加而后降低，烯烃收率呈现增加趋势（增加了3.57wt%），这归因于催化裂化过程中柴油和渣油组分的2.2.2催化剂的影响考察在四种不同介孔体积的USY沸石催化剂进行大豆油的催化裂化反应和汽油辛烷值的影响。催化剂装填量为200g，剂油比为6，反应温度为480℃，具体催化裂化产物分布如表8和表9所示。结果表明，随着USY沸石介孔体积增大，干气、液化石油气收率减少，汽、柴油总收率增加，氢转移指数下降。汽油族组成数据见表10，汽油辛烷值及抗爆指数数据见表11。结果表明，随着催化剂中USY沸石介孔体积的增大，正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、烯烃、芳烃收率均先有所增加而后降低。汽油辛烷值呈下降趋势。中等介孔体积的USY沸石催化剂Cat3大豆油催化裂化性能评价采用催化裂化工艺，采用具有不同介孔结构的USY沸石催化剂开展了植物油催化裂化性能研究。（1）采用两种硅铝比NaY沸石作为原料，结合酸处理、碱处理、焙烧和水热处理，制备出骨架硅铝比相近、但介孔体积逐渐增加的USY沸石，进而喷雾制备成微球状催化裂化催化剂。（2）在固定流化床装置上进行小桐子油的催化裂化性能评价，结果表明：随着催化剂中活性组分USY沸石的介孔体积越大，裂化产物中干气收率越少，液化石油气收率越少，汽油和柴油收率越高；汽油族组成中烯烃收率越高，而芳烃收率越低，汽油辛烷值也越低。中等介孔体积（0.142cm（3）在固定流化床装置上进行大豆油的催化裂化性能评价，结果表明：大豆油在不同介孔体积的USY沸石催化剂上的催化裂化性能评价的规律与小桐子油的规律相同：USY沸石介孔体积越大，汽柴油收率越高，汽油族组成中烯烃收率越高，而芳烃收率越低，汽油辛烷值和抗爆指数也越低。中等介孔体积（0.142cm（4）介孔结构有利于提高反应收率，提高了汽油和柴油总收率，但是降低了汽油的辛烷值。简单地增加USY沸石的介孔体积并不可行，需要适度地