重质烃氧化裂解制低碳烯烃和轻质油品的研究

重质烃氧化裂解制低碳烯烃和轻质油品的研究

论文题目: 重质烃氧化裂解制低碳烯烃和轻质油品的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理化学

作者: 朱海欧

导师: 李文钊,徐恒泳

关键词: 低碳烯烃,轻质油品,氧化裂解化,重质烃

文献来源: 中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文以正己烷、环己烷、苯、正癸烷、十氢萘和四氢萘为模型化合物,对其氧化裂解(化)制备低碳烯烃或轻质油品过程进行了研究,并与热裂解过程进行了对比,探讨氧存在下不同碳链结构原料烃的裂解机理。与外供热型强吸热热裂解反应相比,气相氧化裂解是一个内供热型放热反应,具有明显高于热裂解过程的烃转化率和原料处理能力以及较强的抗积炭能力。在正己烷、环己烷和苯的气相氧化裂解中,直链烷烃和环烷烃表现出相似的高的裂解活性,芳烃更容易发生生成CO的部分氧化反应。重质烃(正癸烷,十氢萘和四氢萘)的气相氧化裂解(化)过程可同时获得低碳烯烃和轻质油品。直链烷烃的氧化过程由于具有较高的裂解深度,比热裂解更适合制备轻质油品。十氢萘氧化过程中,高温气相氧化裂解反应得到的轻质油品富含BTX (苯,甲苯和二甲苯),而低温气相氧化裂化反应所得的油品富含烷基苯、烷基环己烷和支链烷烃,该油品有望具有较高的辛烷值;四氢萘分子,由于有共轭π键的存在,更容易发生脱氢反应,导致四氢萘分子的脱氢行为远高于十氢萘分子,其氧化裂解(化)过程所得的轻质油品中富含烷基苯和烷基萘。碳六混合烃和碳十混合烃的气相氧化裂解过程中,不同族组成烃之间的相互作用,提高了原料烃裂解深度,促进油品组份向低碳小分子的转化。在铂基催化剂存在时,向烃类氧化裂解过程添加氢气可大大降低产物中COx选择性,进而提高低碳烯烃选择性;合成气(H2/CO)可代替纯氢作为廉价氢源,并调节产物中氢气、CO和低碳烯烃之间的比例,使该过程可成为一条新颖的下游烯烃衍生工艺(如氢甲酰化)的原料路线。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1. 引言

2. 蒸汽裂解

3. 催化热裂解

3.1 轻质油催化裂解制低碳烯烃

3.2 重质油催化裂解制低碳烯烃

4. 烃类选择氧化

4.1 烃类催化氧化脱氢/裂解

4.1.1 乙烷催化氧化脱氢

4.1.2 丙烷、丁烷催化氧化脱氢/裂解

4.1.3 高碳烃(>C_4)催化氧化裂解

4.2 烃类气相氧化脱氢/裂解

4.2.1 低碳烷烃(C_2~C_4)气相氧化脱氢/裂解

4.2.2 高碳烃(>C_4)气相氧化裂解

5. 论文设想

5.1 烃类选择氧化过程中存在的问题

5.2 论文的研究内容

参考文献

第二章 实验

1. 催化剂的制备

2. 催化剂表征

3. 反应性能评价

第三章 碳六烃氧化过程的研究

第一节 正己烷气相氧化裂解和临氢催化氧化裂解制低碳烯烃

1.1 正己烷气相氧化裂解制低碳烯烃

1.2 添加氢气的正己烷临氢氧化裂解过程

1.3 添加合成气的正己烷临氢气相氧化裂解过程

1.3.1 添加合成气的正己烷临氢气相氧化裂解过程

1.3.2 添加合成气的正己烷临氢催化氧化裂解催化剂

1.3.2.1 催化剂0.1% Pt/MgAl_2O_4 催化剂

1.3.2.2 不同载体负载Pt 催化剂的比较

小结

第二节 环己烷气相氧化裂解过程和催化氧化裂解过程

2.1 环己烷气相氧化裂解制备低碳烯烃

2.2 添加氢气的环己烷临氢催化氧化裂解过程

2.3 金属氧化物催化剂上环己烷催化氧化裂解反应

小结

第三节 Mn 基催化剂上环己烷气相氧化脱氢过程的研究

3.1 不同Mn 基催化剂上环己烷催化氧化脱氢反应

3.2 LiCl/MnOx/PC 催化剂上环己烷催化氧化脱氢反应

小结

第四节 苯气相氧化裂解反应的研究

4.1 苯的非氧化热裂解反应

4.2 苯的气相氧化裂解反应

4.2.1 不同反应条件对苯气相氧化裂解反应的影响

4.2.1.1 反应温度的影响

4.2.1.2 烃氧比n(C_6H_6)/n(O_2)的影响

4.2.1.3 停留时间的影响

4.2.2 不同碳六烃(苯,正己烷和环己烷)的气相氧化裂解反应

4.3 苯的催化氧化裂解反应

小结

参考文献

第四章 十氢萘氧化裂解过程的研究

第一节 十氢萘的非氧化热裂解反应

第二节 十氢萘气相氧化裂解反应

2.1 不同反应条件下十氢萘气相氧化裂解反应

2.1.1 反应温度的影响

2.1.2 碳氧比n(C)/n(O)的影响

2.1.3 原料停留时间的影响

2.2 十氢萘与环己烷气相氧化裂解反应的比较

第三节 十氢萘催化氧化裂解反应

3.1 Y 分子筛上十氢萘催化热裂解反应

3.2 Y 分子筛上十氢萘催化氧化裂解反应

3.2.1 填充石英砂空白试验

3.2.2 HY-4 催化剂上催化氧化裂解反应

3.2.3 NaY、HY-1 和HY-4 催化剂上催化氧化裂解反应

小结

参考文献

第五章 四氢萘气相氧化裂解过程的研究

第一节 四氢萘的非氧化热裂解反应

第二节 四氢萘气相氧化裂解反应

2.1 不同反应条件下四氢萘的气相氧化裂解反应

2.1.1 反应温度的影响

2.1.2 碳氧比n(C)/n(O)的影响

2.1.3 原料停留时间的影响

2.2 四氢萘与十氢萘气相氧化裂解反应的比较

小结

参考文献

第六章 正癸烷氧化裂解过程的研究

第一节 正癸烷的非氧化热裂解反应

第二节 正癸烷气相氧化裂解反应

2.1 不同反应条件下正癸烷的气相氧化裂解反应

2.1.1 反应温度的影响

2.1.2 碳氧比n(C)/n(O)的影响

2.1.3 原料停留时间的影响

2.2 正癸烷与正己烷气相氧化裂解反应的比较

第三节 正癸烷催化氧化裂解反应

小结

参考文献

第七章 混合烃气相氧化裂解过程的研究

第一节 混合进料的气相氧化裂解反应:正己烷&环己烷

第二节 混合进料的气相氧化裂解反应:正己烷&苯

第三节 混合进料的气相氧化裂解反应:正己烷&正癸烷

第四节 混合进料的气相氧化裂解反应:正癸烷&十氢萘

小结

参考文献

第八章 结论

作者简介与文章目录

致谢

发布时间: 2007-03-13

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