催化干气制乙苯技术工艺进展

催化干气制乙苯是利用石化副产干气中的乙烯与苯反应生产乙苯的过程,经过20多年的发展与创新,我们相继开发了具有自主知识产权的干气制乙苯第一代至第五代技术,并在石化行业得到了广泛应用.本文从工艺角度综述了催化干气制乙苯的技术发展历程.     

MCM-49分子筛的合成及其对烷基化反应的催化性能

The MCM 49 zeolite was successfully synthesized using an organic mixture solution (OMS) yielded from hydrogenation of caprolactam as the template instead of the pure hexamethyleneimine (HMI). The OMS contains HMI (76 0%～84 0%), caprolactam (1 0%～10 0%), water, and a few by products. So the synthesis cost of the MCM 49 zeolite decreases obviously. The MCM 49 zeolite synthesized using OMS as the template shows similar crystallinity and purity to that synthesized using pure HMI in conventional process. From the results of NH 3 TPD, N 2 adsorption isotherm, and DTA, it is evident that the MCM 49 zeolite possesses three kinds of acidic centers with different strength, and has a high specific surface area and good thermostability. Furthermore, the MCM 49 zeolite shows good catalytic behavior for the alkylation of benzene with dilute ethylene to ethylbenzene.     

ZSM-5分子筛催化剂上液化石油气低温芳构化制取高辛烷值汽油

 考察了反应温度、空速、压力、临氢条件以及催化剂的水热处理条件对液化石油气在ZSM-5分子筛催化剂上低温芳构化制取高辛烷值汽油反应性能的影响. 结果表明,反应温度和空速对催化剂的催化性能有明显影响,提高反应温度有利于提高芳烃的选择性,同时芳烃中的苯、甲苯和C10+芳烃含量增加; 增大进料空速,催化剂的芳构化性能下降,芳烃中的重组分增加,二甲苯中对二甲苯含量增大. 催化剂的水热处理温度升高,其初始芳构化活性下降,而催化剂经过适当的水热处理和系统中氢气的存在均可提高催化剂催化芳构化反应的稳定性.     

以环己胺为模板剂的ZSM－35分子筛的合成及其催化性能

 采用环己胺为有机模板剂成功地合成出ZSM－35分子筛．反应釜的转速对ZSM－35的晶化过程有明显的影响．NH3－TPD结果显示ZSM－35的酸性分布与ZSM－5分子筛类似，但ZSM－35具有强于ZSM－5的酸性中心．酸碱浸泡试验及热分析结果表明ZSM－35具有良好的耐酸碱性和热稳定性．在连续流动的固定床反应装置上，将担载少量镍的ZSM－35分子筛催化剂用于催化裂化汽油的加氢异构化反应，结果表明，Ni／ZSM－35催化剂可降低汽油中的烯烃含量，增加异构烷烃和芳烃的含量，从而提高汽油的质量．     

液相苯与稀乙烯变相催化分离生成乙苯的化学平衡、物料平衡和热量平衡计算

 提出了液相苯和稀乙烯变相催化分离制乙苯的反应示意图,对该烷基化反应部分的化学平衡、物料平衡和热量平衡进行了计算. 在温度185 ℃, 压力2.0 MPa, 乙烯1 mol/h, 氮4 mol/h, 新鲜苯3 mol/h的条件下, 烷基化反应后的绝热温升为175.6 ℃. 计算的温升、乙烯转化率和乙苯选择性结果与实验结果基本相符. 从反应段上部补充的35 ℃的新鲜苯与反应段流出的202.6 ℃气体进行热交换后,体系温度达到185.9 ℃, 稍高于反应温度(185 ℃). 但从反应段下部进入的35 ℃的稀乙烯与反应段流出的202.6 ℃的液体混合进行热交换时,由于稀乙烯使液体产物汽化,导致体系温度大幅度降低,平衡时体系温度仅为153.5 ℃, 远低于所要求的反应温度. 计算结果表明,需给体系提供91.5 kJ的热,或者将稀乙烯加热至523 ℃, 混合后体系平衡温度才能达到185 ℃.     

催化裂化干气与苯烷基化催化蒸馏制乙苯反应网络热力学研究

 高温气相反应条件下的催化裂化干气制乙苯过程中，容易生成甲苯和二甲苯等副产物；在该过程中采用催化蒸馏技术，使苯与乙烯在低温条件下进行反应，可大幅度降低产品中二甲苯的含量．通过对催化裂化干气与苯烷基化催化精馏过程中的各反应步骤进行分析与热力学计算，结合反应的实际产物组成，提出了苯与乙烯烷基化的反应网络，探讨了苯与乙烯烷基化反应过程中甲苯和二甲苯的形成机理及影响因素．结果表明，增大苯／乙烯比对提高乙烯平衡转化率及乙苯收率有利；在较低温度下进行烷基化反应，可大大减缓C－C键裂解速度，抑制甲苯和二甲苯生成，提高乙苯产品质量．     

担体对Fe-MnO催化剂CO加氢合成烯烃性能影响的TPSR表征

考察了不同担体担载的Ｆｅ－ＭｎＯ催化剂上ＣＯ加氢合成烯烃的反应。结果表明担体直接影响低碳烯烃选择性。通过对催化剂的ＣＯ，ＣＯ／Ｈ２，Ｃ２Ｈ４等吸附的ＴＰＳＲ表征及催化剂表面ＣＯ加氢微观反应的研究，证明以碱性担体为基质的ＰＢＣ催化剂具有强吸附ＣＯ能力，且生成的烯烃不易发生二次反应，因而ＰＢＣ催化剂具有较高的烯烃选择性；以酸性担体为基质的ＰＡＣ催化剂对ＣＯ为弱吸附，对Ｈ２为较强吸附，且烯烃会发生强烈的     

甲醇转化过程中的积炭行为

在所设计的多功能催化反应及表征装置上,利用一种新的以色谱仪为基础测定催化剂结炭量及结炭C/H 比的方法,并配合氨吸咐TPD,电镜和比表面测量等表征手段,对HZSM-5在甲醇转化过程中的积炭行为进行了研究。在实验条件下,反应温度为350℃和500℃时,HZSM-5上的积炭随反应时间的变化可分别用C_c=1.00×10~(-4)t~(5.00) (350℃)C_c=0.25t~(1.67) (500℃)表示。结炭的产生导致HZSM-5沸石的比活性降低,酸性下降,孔道及孔口堵塞。TPO 及电镜结果表明,HZSM-5上结炭至少有三种形式:初具石墨化的玻璃态炭,无定形炭和部分较富氢的炭(或焦)。在失活的HZSM-5上甲苯歧化反应产物中的对二甲苯选择性随结炭量的增多而提高。     

合成气制低碳烯烃K－Fe－MnO／MgO催化剂的研究Ⅰ．MnO助剂的作用

采用ＣＯ加氢反应、ＣＯ－ＴＰＤ、ＣＯ／Ｈ＿２－ＴＰＳＲ及Ｃ＿２Ｈ＿４／Ｈ＿２－ＴＰＳＲ等手段，研究合成气制低碳烯烃反应Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／ＭｇＯ催化剂中ＭｎＯ的助剂作用。结果表明ＭｎＯ能大幅度提高低碳烯烃的选择性，尤其是乙烯的选择性；ＭｎＯ能抑制催化剂表面的乙烯加氢，因而有利于提高低碳烯烃的选择性及烯／烷的比值。