【摘 要】
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C4=/C5=催化裂解是增产丙烯的有效方法之一,由于丙烯短缺以及C4/C5资源化工利用率较低,研究C4=/C5=催化裂解生产丙烯对提高石化企业的经济效益具有重要意义。目前的研究主要
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C4=/C5=催化裂解是增产丙烯的有效方法之一,由于丙烯短缺以及C4/C5资源化工利用率较低,研究C4=/C5=催化裂解生产丙烯对提高石化企业的经济效益具有重要意义。目前的研究主要围绕如何提高丙烯的选择性。采用的方法有通过选择合适的分子筛孔道和降低酸量来抑制副反应,以及通过分子筛的孔道大小来控制主反应的裂解过程,促进丙烯的生成。本论文系统研究了不同酸强度分布的ZSM-5分子筛对C4=/C5=催化裂解制丙烯反应路径的影响。取得的主要结果如下。1.对于丁烯裂解反应,发现,在基本抑制氢转移等副反应的条件下,在总酸量基本相近的情况下,酸强度直接影响反应路径Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的进行,并推测了反应路径Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的活化能随ZSM-5酸强度变化而变化的规律。弱酸中心利于反应路径Ⅲ(2C4H8→C8Ⅲ一C3H6C5H10),强酸中心利于反应路径Ⅱ(2C4H8→C8Ⅱ→C2H4+C6H12),因此产物中丙烯与乙烯比(P/E比)随着ZSM-5强酸中心数量的增加而降低。2.对于戊烯裂解反应,酸强度也直接影响反应路径,强酸中心有利于单分子裂解路径I’(C5H10-C2H4+C3H6),弱酸中心有利于聚合-裂解路径Ⅱ’-2(C5H10→C10H20→C4H8+C6H12-2C3H6),因此产物中P/E比也随着ZSM-5强酸中心数量的增加而降低。3.通过对ZSM-5酸中心强度分布的优化设计,可以有效调节丁烯/戊烯裂解反应产物中的P/E比。由于丁烯裂解反应会产生较多的戊烯,而戊烯裂解反应也伴随大量丁烯生成,因此设计了组合工艺路线,可以高效的将丁烯和戊烯转化为丙烯,同时通过调节分子筛酸强度、反应温度以及通过原料的选择可以灵活调节P/E比。
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