低碳烃在ZSM-5型沸石分子筛上的转化分析

《低碳烃在ZSM-5型沸石分子筛上的转化分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：．丝碰垩丝：二塑趁垒墨丝坌匕幺燧’作者签名：纠枣丝日期：竺盈年—乙月么r_日．fI大连理工大学硕士学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权

2、的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题乱一，么型至丝!丝丝复碰坦丝多作者签名：到受拦日期：望堡年√／-月么一日导师签名：日期：型之年上月上日大连理工大学硕士学位论文引言世界上的原油因开采速度不断加快正面临着枯竭的危险。研究甲烷、乙烷、丙烷和碳四等低碳烃的合理利用技术对于减少车用燃料(如汽油)生产企业和化工原料(如‘三烯’

3、和‘三苯’)生产企业对原油的依赖具有重要意义。在各种低碳烃廉价资源中，碳四液化气在我国正备受关注。据报道，C4液化气中的丁烯可以通过叠合、芳构化和烷基化等反应转化为汽油馏分；在适当的条件下，丁烯可以通过催化裂解反应转化为丙烯和乙烯；在500℃以上的高温下，丁烯和丁烷还可以通过芳构化反应转化为苯、甲苯和二甲苯。但是，如何从资源利用率和节能减排的角度提高液化气转化为上述产品的效率仍然是催化界面临的挑战。众所周知，ZSM．5沸石在液化气芳构化和催化裂解等转化反应中具有优异的催化性能。这与ZSM．5沸石所具有的独特孔道结构和高硅铝比组成有密切关系。近年来，

4、本实验室利用自主开发的工业化纳米ZSM．5沸石为催化剂母体，已经开发出碳四液化气芳构化生产汽油和芳烃的工业化技术。纳米ZSM．5沸石的孔道短、孔口多、扩散阻力小。这为克服传统微米沸石在芳构化反应中积碳失活快的问题起到了重要作用。本文主要研究碳四液化气在纳米ZSM．5沸石上催化裂解反应的产物分布及其影响因素。低碳烃在ZSM．5型沸石分子筛上的转化研究1文献综述1．1低碳烃资源的种类和利用概况一般来说，有待开发利用的低碳烃资源包括甲烷、乙烷、丙烷和碳四液化气。碳五以上烃类因为属于汽油组分，因此不在本文所指低碳烃之列。低碳烃的来源包括天然气(主要含甲烷)

5、、油田气(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)、炼化企业中的催化裂化生产汽油装置(丙烷、丁烷、丁烯)、铂重整生产芳烃装置(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)和蒸汽裂解生产乙烯装置(丙烷、丁烷、丁烯)等。目前，天然气除了作为工业和民用燃料外，其化工利用途径主要是经由合成气(CO+H2)合成甲醇以及甲醇下游产品(如，MTG生产汽油，MTO生产乙烯和丙烯、甲醇制二甲醚等)，相关技术已经十分成熟。从天然气和油田气中收集的乙烷、丙烷和丁烷可以作为优质蒸汽裂解料用于生产乙烯。炼化企业中副产的甲烷和乙烷(称为干气)，因资源分散，一般作为加热炉燃料使用。炼化企业中副产的丙烷和碳四馏分(

6、即液化气)目前主要作为民用燃料使用。近年来，液化气的化工利用在我国已经成为催化界和工业界关注的热点。1．2我国碳四液化气的来源、资源量及开发利用现状炼化企业的催化裂化和蒸汽裂解等装置副产大量碳三、碳四液化气。碳三中的丙烯和碳四中的丁二烯、异丁烯是十分重要的聚合物单体。同时，异丁烯还用于合成MTBE。它们已经被分离利用。因此在我国，通常所说的商品液化气主要是丙烷和剩余混合碳四(不含丁二烯和异丁烯)。本文以下简称剩余混和碳四为混和碳四或碳四液化气。我国的碳四液化气资源量非常丰富。以2007年为例：全国炼厂原油加工量为3．27亿吨，碳四液化气LPG产量达

7、到了1780万t【1】。目前，我国丰富的碳四液化气资源主要作为民用燃料使用，每年要浪费掉大量宝贵的石油资源。随着我国原油加工量的进一步扩大，我国碳四液化气副产资源还将进一步增加。但另一方面，随着我国西气东输计划的逐年落实，主要输气管线的相继建成投产使我国天然气用户迅速上升，液化气正在失去民用燃料市场。如：2001年我国城市燃气用户使用天然气的比例为15％，2006年该比例值提高N28％。与此同时，2001年城市燃气甩户使用液化气的比例为65％，至U2006年时该比例值下降N58蜊11。期间，液化气的商业和工业用户也在减少。因此，未来我国碳四液化气需

8、要开发新的用途。如若不然，大量碳四液化气滞销，不但影响炼化企业的效益，还可能影响其生产活动。用碳四液化气生产汽油、芳烃和丙