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沸石分子筛在工业炼油中的应用

发布时间:2018-05-11     浏览次数:102

沸石作为一种具有独特结构的催化剂在炼油与石化生产过程中得到很好的应用。同时沸石在催化裂化、加氢裂化与加氢精制、异构化、烷基化加工过程以及乙苯、异丙苯、直链烷基苯、己内酰胺等石化产品生产中的应用取得新的进展。此后沸石催化剂无毒无害的特性及其相关绿色工艺适应环保发展被得到越来越广泛的应用和认可。

沸石分子筛在炼油中创造神话般的故事!

1960年WeisePB提出沸石分子筛规整结构的“择形催化”概念之后,1962年首次将X沸石分子筛用于催化裂化过程,从而使催化裂化工艺发生质的飞跃,成为催化剂发展史上的一个里程碑。20世纪70年代,美孚公司开发的ZSM25沸石分子筛催化剂又成功应用于多种炼油和石化工艺,使沸石催化剂又进入一个新的发展阶段。

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随着燃料油质量标准要求越来越高,以及针对石化产品生产工艺不断提出的环保要求,促使人们致力于改进炼油与石化生产工艺,并积极开发新型环境友好的催化剂。沸石由于对人体无害、使用后不会造成新的环境污染,且具有活性高、选择性好和容易再生等特点,在各种烃类转化中显示出明显的优势。

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新开发的SAPO(结构类似于菱沸石的结晶磷硅铝酸盐)、β沸石和MCM222等沸石催化剂及相应工艺,降低了汽油、柴油等车用燃料燃烧后尾气对环境的污染,减少了石化生产过程中有毒、有害副产物和废弃物的排放和处理量,为石化工业实现绿色环保目标提供了可靠的技术支持。

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  • 沸石已经用于炼油与石化生产过程的沸石催化剂及其工艺;

  • 60年代初分子筛裂化催化剂的发明,引发了炼油工业的一场技术革命;

  • 70年代发现ZSM-5分子筛的择形性,使得重要的石油炼制和石油化工新工业过程(乙苯生产、甲苯歧化、重油脱蜡等)开发成功;

  • 80年代TS-1变价元素杂原子分子筛的出现使分子筛“氧化催化”的领域异常活跃;

  • 近年来分子筛在“环保催化”中应用亦发展很快。

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分子筛在工业催化过程的成功应用激励了分子筛合成、改性、表征、应用研究的广泛开展。分子筛改性最基本的办法是通过二次合成、杂原子同晶取代等途径,改变其骨架组成。AEM对检测纳米级范围的元素及其组成变化十分有利。

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70年代炼油工业面临渣油加工和高辛烷值汽油生产的问题。FCC催化剂必须具有高的水热稳定性、抗重金属污染、减少积炭生成、抑制氢转移反应等特点。

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人们发现Y分子筛经脱铝,提高其骨架Si/Al比会带来一系列结构和化学性质的变化,包括晶胞收缩、表面酸中心浓度降低、酸中心强度增加、酸中心分布分散、同时产生二次中孔。这些正适应炼油催化剂性能新的要求。脱铝Y分子筛已被广泛用作FCC催化剂活性组份。

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实际上因晶化时间较长,工业规模直接合成具有Si/Al比大于5的Y沸石是十分困难的。所以合成后脱铝或用模板剂是仅有可能制备高Si超稳Y沸石的方法。

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脱铝Y分子筛最先由Grace公司的Mcdanniel和Maher于1968年提出的,在有水蒸汽存在条件下,NH4Y分子筛经高温焙烧制得,称超稳Y分子筛(USY)。

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目前,制备脱铝Y分子筛的方法主要有:水热深床处理(工业大规模生产采用此种方法);化学法(液相或气相)脱铝;水热-化学法等。

 

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