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甲醇選擇性制丙烯和清潔汽油工藝技術(shù)研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 17:35:18
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甲醇選擇性制丙烯和清潔汽油工藝技術(shù)研究【摘要】:石腦油蒸汽裂解和煉油裝置副產(chǎn)是生產(chǎn)丙烯的主要途徑,但隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,其已難以滿足國內(nèi)日益旺盛的丙烯需求。另一方面,在我國商品

【摘要】:石腦油蒸汽裂解和煉油裝置副產(chǎn)是生產(chǎn)丙烯的主要途徑,但隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,其已難以滿足國內(nèi)日益旺盛的丙烯需求。另一方面,在我國商品汽油構(gòu)成中,硫含量較高的FCC汽油約占76%,這給我國汽油產(chǎn)品升級帶來了巨大壓力。而我國甲醇資源非常豐富,因此,開發(fā)甲醇制丙烯和清潔汽油技術(shù)將是解決這些矛盾的有效手段。本文首先以ZSM-5為催化劑,對甲醇轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行了初步探討。結(jié)果表明,提高反應(yīng)溫度和縮短停留時間均有利于乙烯、丙烯等低碳烯烴的生產(chǎn),但反應(yīng)溫度不宜過高,否則甲醇熱反應(yīng)嚴(yán)重;積炭會提高乙烯、丙烯產(chǎn)率,但對丙烯/乙烯影響較小,同時還會引起甲醇轉(zhuǎn)化率的降低。通過對ZSM-11與ZSM-5催化劑產(chǎn)物分布的比較,發(fā)現(xiàn)ZSM-11催化劑的C4氫轉(zhuǎn)移指數(shù)較小,烯烴的選擇性較高,適合應(yīng)用于甲醇制丙烯和汽油領(lǐng)域。在湍動/鼓泡流化床中,對ZSM-11催化劑的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,提高反應(yīng)溫度能顯著提高甲醇轉(zhuǎn)化率和丙烯產(chǎn)率,并且還會起到抑制乙烯生成的作用;縮短停留時間、降低反應(yīng)壓力以及減少催化劑填裝量均有利于丙烯等低碳烯烴的生產(chǎn);在連續(xù)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,降低再生溫度,停止燒焦再生,結(jié)果表明,連續(xù)反應(yīng)23個小時,催化劑上的炭含量只有1.83wt%,且甲醇轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物分布變化很小,說明該催化劑具有極強(qiáng)的抗生焦能力。根據(jù)ZSM-11催化劑的催化特點(diǎn),結(jié)合湍動/鼓泡床和傳統(tǒng)提升管反應(yīng)器的優(yōu)勢,設(shè)計(jì)了一種適合甲醇反應(yīng)的新型反應(yīng)器。采用該反應(yīng)器對甲醇選擇性制丙烯和清潔汽油技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,ZSM-11催化劑的穩(wěn)定性好,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)270多個小時性能沒有發(fā)生變化;反應(yīng)壓力以及原料含水量對產(chǎn)物分布的影響不大;而沉降器頂部溫度則會顯著影響低碳烯烴產(chǎn)率,因此,反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑必須快速分離以減少烯烴的二次轉(zhuǎn)化。此外,本文對粗甲醇進(jìn)料以及C4組合進(jìn)料也進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)粗甲醇進(jìn)料的丙烯產(chǎn)率較低、COx產(chǎn)率較高,但粗甲醇價(jià)格較低,經(jīng)濟(jì)上比精甲醇進(jìn)料要有優(yōu)勢;C4回?zé)挄p少提升介質(zhì)用量,降低取熱負(fù)荷,同時還能起到提高丙烯和汽油產(chǎn)率的作用。 【關(guān)鍵詞】:甲醇 ZSM-5催化劑 ZSM-11催化劑 新型反應(yīng)器 丙烯 C4回?zé)?/strong>
【學(xué)位授予單位】:中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TQ221.212;TE665
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-10
  • 第一章 文獻(xiàn)綜述10-26
  • 1.1 前言10-11
  • 1.2 甲醇制烴類技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用11-22
  • 1.2.1 美國UOP/Hydro公司開發(fā)的MTO工藝11-14
  • 1.2.2 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所開發(fā)的DMTO工藝14-17
  • 1.2.3 德國魯奇公司開發(fā)的Lurgi MTP工藝17-18
  • 1.2.4 流化床甲醇制丙烯(FMTP)工藝18-19
  • 1.2.5 上海石油化工研究院開發(fā)的S-MTP/S-MTO工藝19-20
  • 1.2.6 甲醇制汽油工藝20-22
  • 1.3 甲醇制烴類反應(yīng)機(jī)理22-25
  • 1.4 論文的主要內(nèi)容25-26
  • 第二章 實(shí)驗(yàn)部分26-34
  • 2.1 實(shí)驗(yàn)原料與催化劑26-28
  • 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置28-30
  • 2.2.1 催化劑水熱老化裝置28
  • 2.2.2 固定床微反評價(jià)裝置28-29
  • 2.2.3 循環(huán)流化床反應(yīng)裝置29-30
  • 2.3 產(chǎn)物分析30-31
  • 2.4 數(shù)據(jù)處理方法31-32
  • 2.5 樣品表征32-34
  • 2.5.1 X射線衍射(XRD)32
  • 2.5.2 氨氣程序升溫脫附分析儀(NH3-TPD)32-33
  • 2.5.3 N_2吸脫附表征(BET)33
  • 2.5.4 元素分析33
  • 2.5.5 掃描電子顯微鏡(SEM)33-34
  • 第三章 ZSM-5 催化劑上甲醇反應(yīng)效果的初步探討34-46
  • 3.1 引言34
  • 3.2 反應(yīng)溫度對甲醇轉(zhuǎn)化的影響34-37
  • 3.3 停留時間對甲醇轉(zhuǎn)化的影響37-40
  • 3.4 積炭對甲醇轉(zhuǎn)化的影響40-44
  • 3.5 本章小結(jié)44-46
  • 第四章 ZSM-11催化劑上甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)的研究46-68
  • 4.1 引言46
  • 4.2 ZSM-11與ZSM-5 催化劑上甲醇轉(zhuǎn)化性能的比較46-52
  • 4.2.1 產(chǎn)物分布的對比46-49
  • 4.2.2 汽油組成的對比49-52
  • 4.3 操作條件的考察52-63
  • 4.3.1 反應(yīng)溫度對甲醇轉(zhuǎn)化的影響52-54
  • 4.3.2 停留時間對甲醇轉(zhuǎn)化的影響54-57
  • 4.3.3 積炭對甲醇轉(zhuǎn)化的影響57-60
  • 4.3.4 反應(yīng)壓力對甲醇轉(zhuǎn)化的影響60-61
  • 4.3.5 催化劑填裝量對甲醇轉(zhuǎn)化的影響61-63
  • 4.4 新型反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用63-66
  • 4.4.1 新型反應(yīng)器的構(gòu)想63-64
  • 4.4.2 不同反應(yīng)器的應(yīng)用效果64-66
  • 4.5 本章小結(jié)66-68
  • 第五章 甲醇選擇性制丙烯和清潔汽油技術(shù)的探討68-83
  • 5.1 引言68
  • 5.2 催化劑穩(wěn)定性的考察68-72
  • 5.3 工藝條件的考察72-76
  • 5.3.1 反應(yīng)壓力對甲醇轉(zhuǎn)化的影響72-73
  • 5.3.2 沉降器頂部溫度對甲醇轉(zhuǎn)化的影響73-75
  • 5.3.3 原料含水量對甲醇轉(zhuǎn)化的影響75-76
  • 5.4 技術(shù)拓展76-81
  • 5.4.1 粗甲醇進(jìn)料76-78
  • 5.4.2 甲醇與C_4組合進(jìn)料78-80
  • 5.4.3 醇油共煉80-81
  • 5.5 本章小結(jié)81-83
  • 結(jié)論83-85
  • 參考文獻(xiàn)85-93
  • 致謝93


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