酸性添加物用于高含氮重油催化裂化的研究

论文摘要

为改进高含氮重油催化裂化性能,在模拟固定床微型反应装置（MAT）上考察了乙酸、甲醇、溴代正丁烷、添加物A等十种酸性添加物或添加物前驱体对含氮化合物-十六烷模型化合物体系和模拟高含氮体系（吡啶-克拉玛依减压蜡油）催化裂化的影响,将筛选的添加物用于高含氮的克拉玛依焦化蜡油的催化裂化。并尝试考察了克拉玛依焦化蜡油氧化预处理从体系内部产生酸性物质对其催化裂化的影响。主要结论如下:碱氮吡啶和喹啉,非碱氮吲哚均可使模型化合物体系催化裂化催化剂中毒,导致体系转化率降低,其中碱氮的作用更为显著。所筛选的添加物可以不同程度的减缓模型含氮化合物对催化剂的中毒,体系的转化率和轻质产物收率均得到提高,其中,几种具有明显作用的添加物的效果依次为:溴代正丁烷>甲醇>乙酸>添加物A,其作用机制可能涉及含氮化合物的Friedel - Crafts反应和提供活性氢两种方式。在模拟高含氮蜡油体系（吡啶-克拉玛依减压蜡油）中,甲醇、添加物A的性能较好,乙酸和溴代正丁烷效果不太明显。小分子醇（包括乙醇、乙二醇、丙三醇等）均具有类似甲醇的性能。添加物A使转化率基本不变,但降低气体、结焦产率,增加轻油收率,用量在200-500 g?g-1范围内效果最好。在高含氮的焦化蜡油体系中,添加物A和甲醇在一定程度上有利于改善其催化裂化的产物分布,其转化率和轻油收率最大可分别提高约1%和2%。所尝试氧化剂（高锰酸钾和叔丁基过氧化氢）氧化预处理焦化蜡油,不但产生含有-COOH或-OH的潜在酸性物质,而且使原料的分子量明显减小,从而有效减缓含氮化合物对催化剂的中毒,又能减缓催化剂结焦失活,还明显减少催化裂化的二次反应,反应产物的分布和转化率也有比较明显地改进。其中,汽油馏分收率和总转化率最大分别提高10%和4%,而干气、焦炭产率有明显减少。就氧化剂的作用而言,高锰酸钾优于叔丁基过氧化氢。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 催化裂化概述
• 1.2.2 碱氮对催化裂化的影响及毒化机理
• 1.2.3 调变催化裂化体系的研究进展
• 1.2.4 焦化蜡油用于催化裂化的研究进展
• 1.3 结语
• 第2章 实验概述
• 2.1 实验仪器
• 2.2 原料和试剂
• 2.2.1 模型化合物
• 2.2.2 蜡油
• 2.2.3 催化剂
• 2.2.4 其它试剂
• 2.3 实验步骤
• 2.3.1 催化剂恒温
• 2.3.2 催化裂化反应
• 2.4 产物和催化剂分析方法
• 2.4.1 气体产物分析
• 2.4.2 模型化合物液体产物分析
• 2.4.3 蜡油液体产物馏程分析
• 2.4.4 液体产物和结焦催化剂上的氮含量分析
• 2.4.5 氨氮的测定
• 2.4.6 催化剂酸性表征（FT-IR）
• 第3章 酸性添加物对高含氮模型体系催化裂化的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与催化剂
• 3.2.2 催化裂化性能评定
• 3.2.3 失活催化剂酸性表征（FT-IR）
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 含氮化合物对正十六烷催化裂化的影响
• 3.3.2 酸性添加物对含吡啶模型体系催化裂化的影响
• 3.3.3 酸性添加物对含喹啉模型体系催化裂化的影响
• 3.3.4 添加物A 对含氮模型体系催化裂化的影响
• 3.4 小结
• 第4章 酸性添加物对模拟高含氮蜡油催化裂化的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料与催化剂
• 4.2.2 催化裂化性能评定
• 4.2.3 失活催化剂酸性表征（FT-IR）
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 酸性添加物对高含氮蜡油催化裂化的影响
• 4.3.2 醇系列对蜡油催化裂化的影响
• 4.3.3 添加物A 添加量对蜡油催化裂化的影响
• 4.3.4 醇类似物添加物的性能对比
• 4.3.5 失活催化剂的酸性分析（FT-IR）
• 4.3.6 酸性添加物对焦化蜡油催化裂化的影响
• 4.4 小结
• 第5章 氧化预处理对高含氮焦化蜡油催化裂化的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料与催化剂
• 5.2.2 氧化预处理
• 5.2.3 预处理油样分子量的测定
• 5.2.4 预处理油样红外光谱（FT-IR）分析
• 5.2.5 预处理油样催化裂化性能评定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 高锰酸钾氧化预处理KLCGO 的FT-IR 分析
• 5.3.2 不同氧化剂氧化预处理对催化裂化的影响
• 5.3.3 高锰酸钾添加量的影响
• 5.4 小结
• 第6章 总结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果.