M15甲醇汽油轻组分催化改性工艺条件研究

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1、万方数据第33卷第4期煤炭转化V01．33No．42010年10月COAl。CONVERSIONOct．2010M15甲醇汽油轻组分催化改性工艺条件研究。杨俊召D贾广信2’吴耀曲3’孙茂华4’摘要在反应温度60℃～110℃，反应压力O．5MPa～1．75MPa，进料空速1h_1～3．5h～，油气比0．3：80～O．3：350(体积流量)的条件范围内，研究了HB分子筛催化改性M15甲醇汽油(甲醇体积分数为15％)轻质组分过程中的反应工艺条件对轻组分含量和M15甲醇汽油饱和蒸气压的影响．结果表明，最佳的反应温度、压力、空速、油气比分别为90℃，1．0MPa，1．0h_1和0．3：135

2、，在此条件下，易挥发组分减少，M15甲醇汽油的饱和蒸气压由75kPa～76kPa降低到64kPa～66kPa．关键词M15甲醇汽油，H8沸石，催化改性，工艺条件中图分类号TE626，TQ5170引言作为一种新型的清洁替代燃料，甲醇汽油由于具有原料来源丰富、生产技术成熟、燃烧效率高和污染程度小等优点，引起了国内外的普遍关注．[1’21甲醇以纯物质存在时，分子间主要以氢键相结合，不易挥发，饱和蒸气压低(20℃时14kPa)；汽油以纯物质存在时，饱和蒸气压为50kPa～75kPa，但是当甲醇与汽油低比例掺混成甲醇汽油后，其饱和蒸气压较之组分汽油饱和蒸气压增大5kPa15kPa．[3-s3

3、这种特性将会造成汽车使用中燃油系统故障，以及加油站供油过程中油泵使用故障．而这将客观上影响到甲醇汽油的推广．鉴于此，如何降低甲醇汽油饱和蒸气压是甲醇汽油能否实现产业化运营的关键．传统使用的改善甲醇汽油挥发性的方法是添加剂法[6]，但由于组分汽油成分不定，存在着与添加剂之间的适应性问题，这也影响到甲醇汽油的产业化推广．贾广信等[7’83在对甲醇汽油饱和蒸气压升高机理进行深入研究之后，首次提出甲醇汽油蒸馏催化改性方法，一定程度上解决了甲醇汽油存在的饱和蒸气压升高的技术难题，改善了油品品质．甲醇汽油蒸馏催化改性的思路是：先将甲醇汽油闪蒸分离出轻质组分和重质组分，然后将轻质组分送入反应器中

4、进行催化改性，改性后的轻质油品再与重质油品混合得到改性甲醇汽油．甲醇汽油催化改性过程中一般使用的催化剂是以Cr，W，Mo，Co，Ni，Zn，Cd，Cu，Pt，Sn，Sb，Zr和Sr元素的可溶性化合物作为活性组分，负载于多孔载体上制备而成的复合催化剂．[91妇本文以M15甲醇汽油为原料，用HJ3沸石分子筛为催化剂，对甲醇汽油催化改性的工艺条件——温度、压力、空速、油气比进行了研究，为下阶段中试设计和过程模拟提供基础数据．1实验部分1．1原料及试剂M15甲醇汽油，由市售908汽油与甲醇按体积比85：15配制而成，轻油组分是M15甲醇汽油经蒸馏装置切割得到的初馏点至90℃的轻馏分．实验中

5、所用甲醇为工业用化学试剂．1．2催化剂准备使用南开大学分子筛催化剂厂生产的硅铝比为25的HG沸石分子筛催化剂，放置于马弗炉中，300℃焙烧4h(此过程采用程序式升温，从室温升至300℃，升温时间4h，达到300℃后，恒温4h)，冷却至室温取出，放入干燥器中备用．1．3实验装置实验在内径为1cm，长为60cm的固定床反应*山西华顿实业有限公司资助项目．1)硕士生；2)副教授、硕士生导师，中北大学化工与环境学院，030051太原；3)高级工程师，山西省醇醚清洁燃料行业技术中心。030006太原；4)教授级高级工程师，山西华顿实业有限公司，030006太原收稿日期：2010—04—15；

6、修回日期：2010—06一10万方数据第4期杨俊召等M15甲醇汽油轻组分催化改性工艺条件研究79器[121中进行，将6mL催化剂装填在反应器中部恒温区，催化剂上部和下部分别装填100目的细石英砂390mL～400mL，其他空隙用粗石英砂填满．M15轻油组分由大连江申分离科学技术公司提供的LC-10P输液泵送入反应器并控制其进料流量，反应所需压力由载气(Nz)提供，反应所需温度由SKW-400四路智能程序控温仪显示、调节和控制．实验室所用实验装置见图1．图1实验装置流程Fig．1Flowdiagramofexperimentalapparatus1——LightoilofM15sto

7、ragetankI2——Metefingpump；3——One-wayvalve；4——N2bottle；5——Massflowcontroller；6，9，11——Temperaturecontroller；7，14——Manometer；8——Fixed-bedreactor；10——Condenser：12——Contmlvalve；13——on—lineworkstation15——Productstoragetank1．4分析方法M15轻油组分和反应器中改性