硅溶胶在催化裂化催化剂中的应用研究

论文摘要

粘结剂作为半合成催化裂化FCC催化剂必不可少的主要组分,既起着使催化剂其它组分粘结成型的作用,又为催化剂提供一些孔结构以及活性等,FCC催化剂机械强度和催化性能面的性能都有某种程度的影响。常见的粘结剂,铝溶胶、硅溶胶、硅铝溶胶等。从1960年开始,国外的科研学者们对硅溶胶的探索就开始了,而我国开始对硅溶胶进行研究较国外晚了10多年,以致到上世纪80年代才对其进行规模化生产。而今,为应对随着催化裂化原料重质化劣质化,国内FCC催化剂对重质油的裂化能力较强,使得轻质油的收率较高。然而,在选择性方面,焦炭和汽油均未达到理想效果,所以,改善FCC催化剂在选择性方面的能力就显得格外重要了。硅溶胶具有良好的粘结性,研发以硅溶胶为粘结剂制备的FCC催化剂对于增加其种类以及改善其裂化性能均有重要的现实意义。本文以不同酸碱性质的硅、铝溶胶为原料,制备了硅溶胶、铝溶胶和硅铝溶胶为粘结剂的FCC催化剂,探究硅溶胶及硅铝混合溶胶产生凝胶的原因,并测定所制备催化剂的磨损指数,选定适合的催化剂样本。通过吡啶吸附红外法、X射线衍射法(XRD)、X射线荧光光谱法(XRF)、低温氮吸附法、水滴法等手段对处理前后的催化剂样品进行表征分析。同时,对其微反活性、催化裂化小型反应装置(ACE)进行评价。研究结果表明,利用硅铝混合溶胶作为粘结剂的催化剂其比表面积、活性、转化率、汽油产率、总液收比纯铝溶胶作为粘结剂的催化剂更大一些,孔体积和B酸、L酸酸量更小一些,抗Ni、V污染能力更强一些。老化之前,硅铝混合溶胶催化剂与铝溶胶催化剂的晶胞常数基本相同,老化之后,晶胞常数不变,但催化剂中Al含量升高,Si含量下降,可能是因为老化过程中骨架硅遭到破坏。通过分析不同粘结剂制备的FCC催化剂性能,本文为探究一种强度好、孔结构大、酸量多、活性高的FCC催化剂提供一定的理论依据及实验参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 催化裂化概述
•   1.2 催化裂化催化剂概述
•   1.3 硅溶胶概述
•   1.4 改性硅溶胶的方法
•   1.5 铝溶胶概述
•   1.6 含硅粘结剂催化剂的研究现状
•   1.7 本课题的研究背景、目标及意义
• 2 实验部分
•   2.1 实验原料、试剂及仪器
•   2.2 粘结剂的性能指标测定
•   2.3 样品制备
•     2.3.1 以硅溶胶为粘结剂制备催化剂
•     2.3.2 以铝溶胶为粘结剂制备催化剂
•     2.3.3 以硅、铝混合溶胶为粘结剂制备催化剂
•   2.4 催化裂化催化剂的分析、评价及表征
• 3 硅溶胶和铝溶胶基础性质研究
•   3.1 引言
•   3.2 粘结剂的性能指标测定结果
•   3.3 本章小结
• 4 硅溶胶及铝溶胶作粘结剂制备催化裂化催化剂
•   4.1 引言
•   4.2 酸性硅溶胶作为粘结剂时制备条件考察
•     4.2.1 酸性硅溶胶制备条件
•     4.2.2 不同酸性硅溶胶作为粘结剂时对催化剂磨损指数的影响
•   4.3 碱性硅溶胶作为粘结剂时制备条件优化
•     4.3.1 碱性硅溶胶制备方案的探究
•     4.3.2 磨损指数测定结果与讨论
•   4.4 铝溶胶为粘结剂时制备条件考察
•   4.5 酸、碱性硅溶胶发生凝胶原因的探讨
•     4.5.1 铝离子的存在是否是发生凝胶的原因探讨
•     4.5.2 各添加组分与酸、碱性硅溶胶混合凝胶原因的探讨
•   4.6 本章小结
• 5 硅、铝溶胶混合作粘结剂制备催化裂化催化剂的研究
•   5.1 引言
•   5.2 酸性硅溶胶与铝溶胶混合作为FCC催化剂的粘结剂
•     5.2.1 混合方法
•     5.2.2 结果讨论
•     5.2.3 样品表征
•   5.3 碱性硅溶胶与铝溶胶混合作为FCC催化剂的粘结剂
•     5.3.1 混合方法
•     5.3.2 结果与讨论
•     5.3.3 样品表征
•   5.4 硅、铝混合溶胶制备的催化剂样品磨损指数
•   5.5 本章小结
• 6 所制备催化剂的性能研究
•   6.1 引言
•   6.2 结果与讨论
•     6.2.1 引入硅溶胶对催化剂孔结构的影响
•     6.2.2 催化剂红外酸性表征
•     6.2.3 物相及晶胞常数
•     6.2.4 元素分析
•     6.2.5 微反活性评价
•     6.2.6 催化裂化评价装置评价
•   6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李阳

导师: 王瑶,郭北尧

关键词: 催化裂化催化剂,硅溶胶,铝溶胶,粘结剂,孔结构,酸量

来源: 大连理工大学

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 燃料化工,石油天然气工业

单位: 大连理工大学

分类号: TE624.91

总页数: 75

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