论文部分内容阅读
随着人们环保意识的逐渐加强，机动车尾气排放造成的污染日益受到关注，世界各国相继颁布了新的清洁汽油标准。我国将于2007年7月1日在全国范围内实施《轻型车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）》（简称国Ⅲ）标准。要达到国Ⅲ排放标准，要求汽油中烯烃体积分数≯30％，芳烃体积分数≯40％，硫含量≯150μg／g。催化裂化（FCC）汽油、焦化汽油和直馏汽油都是石油加工过程中产生的轻质油品。FCC汽油是商品汽油的主要调和组分，其烯烃和硫含量高，烯烃体积分数一般在40％～55％，硫含量为200～1500μg／g。因此，急需开发一种能够有效降低FCC汽油的烯烃含量和硫含量，同时维持汽油辛烷值的技术。焦化汽油和直馏汽油的辛烷值低，一般在50～60，因此不能直接作为商品汽油的调和组分。目前，上述轻质油品中芳烃体积分数一般在10％～20％，而国Ⅲ标准是40％，因此芳烃含量还有很大的上升空间。在脱硫的同时，将轻油中的烯烃转化为高辛烷值的异构烷烃和芳烃，可以补偿由于烯烃饱和而引起的辛烷值损失；将轻油中的正构烷烃转化为异构烷烃和芳烃可以提高油品的辛烷值。ZSM-5分子筛催化剂具有优异的芳构化、异构化和烷基化性能，已应用在许多烃类的转化过程中。纳米晶粒ZSM-5分子筛由于粒度小、微孔短、外表面酸中心数量多，在提高选择性和降低结焦失活等方面比微米晶粒ZSM-5表现出更优越的性能。水热处理是调变催化剂酸性和提高稳定性的常用方法，过渡金属镍、钼等具有优良的加氢脱硫活性。以纳米HZSM-5为母体，通过水热处理和负载过渡金属氧化物等方法改性，考察了其对低品质轻油改质降烯、脱硫和维持辛烷值性能的影响。通过上述研究，得出以下主要结论：1纳米HZSM-5经400℃水热处理并负载质量分数为3.0％La2O3和1.0％ZnO制得的催化剂用于FCC汽油改质，300 h评价结果表明：汽油中烯烃体积分数由49.6％降到12.8％，芳烃体积分数由11.4％增加到24.7％，同时维持了汽油的辛烷值。2过渡金属氧化物改性HZSM-5研究表明：（1）纳米HZSM-5经500℃水热处理并负载质量分数为2.5％La2O3、2.0％NiO和9.7％MoO3制备了组合改性DOS催化剂。表征结果表明：HZSM-5经组合改性后总酸量下降、L酸量与B酸量比值增加，同时负载的金属高度分散于催化剂的表面。（2） DOS催化剂用于FCC汽油改质300 h评价结果表明：烯烃体积分数由32.5％下降到13.9％，烯烃脱除率57％；芳烃体积分数由33.5％增加到39.8％；异构烷烃体积分数由24.1％增加到32.7％；硫含量由744μg／g下降到178μg／g，脱硫率为76％；同时该催化剂具有降低汽油中苯和胶质含量的性能；物料衡算结果表明，该工艺具有化学氢耗低（0.42 wt.％）和汽油液收高（95 wt.％）的特点；改质后的汽油研究法辛烷值由94.1变为93.9。该催化剂最突出的特点是显著降低了汽油中烯烃含量和硫含量，同时维持了汽油的辛烷值。（3） DOS催化剂对焦化汽油和直馏汽油的改质研究表明：轻质油品经催化改质后，在硫含量显著下降的同时，研究法辛烷值大幅度提高。3考察了以不同孔结构的Al2O3为载体制备的HZSM-5催化剂对低品质轻油改质性能的影响。结果表明，以大孔Al2O3为载体制备的HZSM-5用于FCC汽油的改质，在降烯烃、芳构化、异构化和抗积碳失活等方面性能，均优于以小孔Al2O3为载体制备的HZSM-5催化剂。