论文部分内容阅读
分别以重油残渣和聚苯乙烯颗粒为模板剂制备了两种大孔FCC催化剂,对孔结构进行了表征并考察了其催化性能,结果表明模板剂可以有效地增大催化剂基质的孔径,提高孔体积,从而明显提高重油的转化率和液体产物收率。 在固定流化床实验装置上,进行胜利催化柴油的催化裂化反应,使催化剂挂焦,然后进行催化剂的裂化性能评价。与作为参比的常规无模板催化剂相比,挂焦后大孔催化剂活性降低得较少,重油转化率、汽油和柴油产率比参比催化剂要高,且两种大孔催化剂的催化性能比较接近。说明大孔催化剂具有较强的容炭能力。当催化剂上存在一定量的积炭时,大孔催化剂因孔口堵塞造成的活性损失较小,酸量的损失较参比催化剂小,因此与参比催化剂相比大孔催化剂具有较高的裂化活性。由于重油残渣廉价易得,以其作为模板制备大孔催化剂具有实际应用价值。 采用超临界流体萃取分馏(SFEF)技术将大港减压渣油切割为8个窄馏分进行扩散实验,得到了SFEF窄馏分在FCC催化剂中的有效扩散系数为10-13~10-12m2/s。各SFEF窄馏分在催化剂中的扩散受阻因子均小于1,即窄馏分在FCC催化剂中的扩散均为受限扩散。随着SFEF窄馏分平均分子直径的增加,其有效扩散系数减小,在孔径较大的PS模板催化剂中的有效扩散系数是参比催化剂中的2~3倍,说明大孔催化剂的高内扩散性能是其具有较高的催化活性的根本原因。 采用播种生长法合成了粒径为23nm~293nm的单分散SiO2颗粒,并以重力沉降等方法,通过SiO2颗粒的有序堆积制备了孔径均一的SiO2模型催化剂用于扩散系数的研究。并建立了SFEF窄馏分在球形SiO2模型催化剂中的扩散数学模型,通过Laplace变换求得解析解。 将扩散实验数据代入数学模型求解,得到SFEF窄馏分在孔径均一的SiO2模型催化剂中的有效扩散系数为10-11~10-10m2/s,有效扩散系数随模型催化剂孔径的增加而增大,随SFEF窄馏分变重而减小。对于孔径小于8nm的SiO2模型催化剂,平均分子直径大于2nm的SFEF窄馏分在其中的扩散为受限扩散。 SFEF窄馏分在SiO2模型催化剂中的有效扩散系数比在平均孔径相同,但孔径分布较宽的FCC催化剂中大两个数量级,表明有效扩散系数不仅与催化剂的平均孔径有关,还与催化剂的孔结构密切相关。可见不宜采用孔径分布宽的催化剂研究扩散系数与孔径的关系,采用孔径均一的模型催化剂研究扩散行为能够很好地将扩散系数与孔径进行关联,避免了由于孔径分布较宽给扩散带来的影响,SiO2模型催化剂是进行扩散研究的良好的孔结构模型材料。