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Pt/USY 催化劑上FCC 柴油加氫改質(zhì)反應(yīng)性能

2015-07-25 09:09遲克彬趙震田志堅(jiān)閻立軍馬懷軍羅琛劉堅(jiān)
化工進(jìn)展 2015年5期
關(guān)鍵詞:十六烷值改質(zhì)開環(huán)

遲克彬,趙震,田志堅(jiān),閻立軍,馬懷軍,羅琛,劉堅(jiān)

(1 中國石油大學(xué)(北京)理學(xué)院,北京 102249;2 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧 大連 116023;3 中國石油石油化工研究院,北京 100195)

隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,我國制定了等同于歐Ⅳ、歐Ⅴ燃油標(biāo)準(zhǔn)的國Ⅳ、國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn),明確要求2014 年底車用柴油全部達(dá)到國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn),2017 年底車用柴油全部達(dá)到國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。而目前的現(xiàn)狀是,我國柴油池中FCC 柴油所占比例約為30%,其密度大,硫含量和芳烴含量較高,十六烷值較低[1-2],使得國內(nèi)各煉化企業(yè)在柴油質(zhì)量升級過程中面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。要達(dá)到國Ⅴ柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),除了更嚴(yán)格的脫硫要求以外,不同標(biāo)號柴油的十六烷值至少還要增加2 個(gè)單位,目前加工中間基原油和環(huán)烷基原油的煉廠在生產(chǎn)十六烷值為49 的柴油時(shí)已經(jīng)非常困難,即使加工石蠟基原油的企業(yè),因?yàn)槠浯呋鸦b置大都采用MIP 工藝,柴油的十六烷值很低,也不得不通過加氫改質(zhì)、混兌、摻煉、切割等各種損失柴油收率的手段來滿足柴油十六烷值出廠要求。

柴油十六烷值、密度與烴類族組成密切相關(guān)[3],相同碳數(shù)不同族組成烴類的十六烷值按以下順序遞減:正構(gòu)烷烴>烯烴>異構(gòu)烷烴>環(huán)烷烴>芳烴,其中碳鏈分支越多十六烷值越低,芳環(huán)越多十六烷值也越低,但芳環(huán)帶長側(cè)鏈可提高其十六烷值;同一烴類的十六烷值隨著碳原子數(shù)的增加而增加[4-5]。目前,提高FCC 柴油質(zhì)量的技術(shù)主要有加氫飽和(ASAT)、加氫裂化(HC)以及芳烴和環(huán)烷烴的選擇性開環(huán)(SRO)[6-10]。加氫飽和技術(shù)通過將FCC柴油中的芳烴飽和為環(huán)烷烴提高柴油的十六烷值,但其增幅有限,且密度降低幅度較?。患託淞鸦夹g(shù)主要通過將FCC 柴油中的稠環(huán)芳烴或環(huán)烷烴非選擇性裂化為單環(huán)芳烴、環(huán)烷烴或鏈烷烴類,達(dá)到提高柴油十六烷值和降低柴油密度的目的,但是以犧牲柴油收率為代價(jià);而芳烴和環(huán)烷烴的選擇性開環(huán)技術(shù)則主要是先將稠環(huán)芳烴飽和為環(huán)烷烴,然后再將環(huán)烷烴選擇性開環(huán),得到帶長側(cè)鏈的環(huán)烷烴(反應(yīng)歷程如圖1[11]所示),從而在不減少柴油收率的前提下大幅度提高柴油的十六烷值,同時(shí)降低了柴油密度。與加氫飽和或加氫裂化技術(shù)相比,芳烴選擇性開環(huán)技術(shù)在大幅度提高柴油十六烷值的同時(shí),兼顧了較高的柴油收率。因此,芳烴選擇性開環(huán)是FCC 柴油加氫改質(zhì)反應(yīng)的最佳技術(shù)[12]。本文以預(yù)精制FCC 柴油為原料,采用芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng),生產(chǎn)滿足國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的柴油餾分,詳細(xì)研究了Pt/USY催化劑的酸性對芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)的影響規(guī)律,并初步探討了十六烷值與烴類族組成的關(guān)系。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 催化劑制備

H-USY 分子篩由蘭州石化公司提供,其SiO2/Al2O3摩爾比為5.8。以一定濃度的KNO3水溶液初濕浸漬USY 分子篩,得到K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0%和2.0%的兩種分子篩,標(biāo)記為1.0K-USY 和2.0K-USY,然后將USY、1.0K-USY 和2.0K-USY這3 種分子篩原粉分別按相同比例與擬薄水鋁石及黏合劑混合均勻、攪拌、擠條成型,在120℃烘干,在550℃焙燒4h,粉碎得到顆粒大小為1~2mm 的催化劑載體。用一定濃度的Pt(NH3)4Cl2溶液等容浸漬,控制鉑的負(fù)載量為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。在120℃干燥24h、空氣氣氛下500~600℃焙燒4h 后分別制得0.5%Pt/USY、0.5%Pt/1.0K-USY 和0.5%Pt/2.0K- USY(質(zhì)量分?jǐn)?shù))催化劑,標(biāo)記為SRO-1、SRO-2和SRO-3。

1.2 催化劑表征

(1)X 射線衍射譜表征(XRD) 采用日本理學(xué)D/max-rb 型X 射線粉末衍射儀對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行物相表征。測定條件:Cu 靶,Kα射線(λ=1.5406?),Ni 濾波,工作電壓為40kV,工作電流40mA,掃描范圍 2θ 為5°~70°,掃描速度5°/min。

圖1 芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)路徑[11]

(2)吡啶-紅外光譜表征(Py-IR) 樣品的Pyridine-IR 表征在美國Bruker EQUINOX55 紅外光譜儀上進(jìn)行。將 10mg 左右的樣品粉末壓成10mg/cm2自支撐樣品片,固定在紅外池中,400℃溫度下抽真空(1×10-2Pa)凈化處理樣品2h,冷卻至室溫,掃描背底。吸附吡啶30min 后,程序升溫到150℃,300℃進(jìn)行脫附2h,降至室溫,記錄1700~1400cm-1波數(shù)區(qū)域的紅外光譜。以1450cm-1處的峰表征L 酸,以1540cm-1處的峰表征B 酸。

(3)NH3-TPD 表征 NH3-TPD 表征在美國康塔公司生產(chǎn)的AUTOSORB-1 C/TCD-MS 全自動吸附儀上完成,稱取100~200mg 樣品裝入U(xiǎn) 形石英反應(yīng)管內(nèi),以 10℃/min 升溫到 550℃,通入40mL/min 的 He 氣預(yù)處理1h,冷卻至100℃吸附NH3(40mL/min)至飽和。切換到He 氣(40mL/min),吹至40℃,再程序升溫(10℃/min)至600℃下脫附,用TCD 檢測器檢測記錄信號。

(4)N2等溫吸附-脫附 采用美國Micromeritics 公司ASAP 2405M 型物理吸附儀對樣品進(jìn)行N2等溫吸附-脫附分析,N2作為吸附劑,30~40mg 樣品首先在300℃、1.33×10-3Pa 條件下處理15h,然后在液氨溫度(-196℃)下進(jìn)行測試。

1.3 催化劑性能評價(jià)

加氫改質(zhì)評價(jià)試驗(yàn)前,選用已商業(yè)化的柴油加氫精制催化劑對FCC 柴油進(jìn)行預(yù)處理,得到硫含量3.93μg/g、氮含量小于0.5μg/g 的加氫預(yù)精制FCC柴油。對于貴金屬/分子篩型催化劑,F(xiàn)CC 柴油中硫、氮含量的高低會顯著影響貴金屬催化劑的活性和開環(huán)選擇性。高含量硫易使催化劑的貴金屬活性中心中毒,影響其加氫性能;高含量氮易使催化劑的酸性中心中毒,影響催化劑的選擇性開環(huán)性能[13]。因此,F(xiàn)CC 柴油在進(jìn)行加氫改質(zhì)反應(yīng)前必須脫除原料油中的硫、氮雜質(zhì),以滿足貴金屬催化劑的評價(jià)試驗(yàn)要求。

采用固定床連續(xù)加氫反應(yīng)試驗(yàn)裝置研究SRO-1、SRO-2 和SRO-3 催化劑上加氫預(yù)精制FCC柴油的加氫改質(zhì)反應(yīng)性能。催化劑的裝填量為10mL,催化劑床層兩端填充1~2mm 的惰性瓷球。催化劑評價(jià)前,在氫氣流速15mL/min、溫度350℃條件下原位還原4h。反應(yīng)條件:溫度240~300℃,H2/oil(體積比)=500~1000,液時(shí)空速(LHSV)= 2.0~4.0h-1,H2壓力4.0~8.0MPa,進(jìn)料4h 待反應(yīng)穩(wěn)定后開始取樣。液體產(chǎn)物經(jīng)冷卻分離,在Varian CP-3800 GC 和Agilent 5973 MS 聯(lián)用儀上,采用ASTM D2425 方法分析柴油餾分中烴類族組成;在Agilent 7890 A 氣相色譜儀上,采用ASTM D2887方法分析液體產(chǎn)物的餾程;采用GB/T 1884—2000方法分析柴油餾分的密度;在小型柴油機(jī)上采用ASTM D7170 方法測試柴油餾分的十六烷值。

芳烴的飽和率和開環(huán)率按式(1)和式(2) 計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的結(jié)構(gòu)和酸性

USY 分子篩和SRO-1、SRO-2、SRO-3 催化劑的XRD 譜圖見圖2。從圖2 可知,USY 分子篩經(jīng)過不同濃度的KNO3溶液改性后,即使K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)2%,仍然沒有出現(xiàn)新的晶相,保持了USY 完整的晶型,結(jié)晶度較高。負(fù)載金屬Pt 制備成催化劑后,也沒有出現(xiàn)新的晶相,說明金屬Pt 和K 在分子篩載體表面均呈高分散狀態(tài),沒有出現(xiàn)聚集現(xiàn)象。

表1 為SRO-1、SRO-2、SRO-3 催化劑的孔道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。盡管隨著K 含量增加,催化劑的孔容積、比表面積和平均孔徑略微減小,但是3 種催化劑的孔容積、比表面積和平均孔徑仍然非常接近,這進(jìn)一步證明金屬K 高分散在分子篩載體中,即使K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)2%,仍沒有堵塞分子篩孔道。

雙功能催化劑的酸性強(qiáng)弱和酸中心數(shù)量對芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)產(chǎn)物的分布有較大的影響[14]。圖3是SRO-1、SRO-2、SRO-3 催化劑的NH3-TPD 譜圖。由圖3 可知,SRO-1、SRO-2、SRO-3 催化劑均出現(xiàn)3 個(gè)脫附峰:150~250℃間的脫附峰對應(yīng)弱酸中心,250~350℃間的脫附峰對應(yīng)中強(qiáng)酸中心,350~450℃間的脫附峰對應(yīng)強(qiáng)酸中心。從峰面積可以看出,3 種催化劑的低溫脫附峰面積均比中高溫脫附峰面積大,表明SRO-1、SRO-2、SRO-3 這3 種催化劑均以弱酸位為主;隨著K 擔(dān)載量的增加,強(qiáng)酸位數(shù)量逐漸減少,弱酸位數(shù)量幾乎不變;SRO-3 催化劑的酸性位幾乎全部為弱酸位。上述NH3-TPD表征結(jié)果,證明K 改性是調(diào)節(jié)USY 分子篩酸強(qiáng)度非常有效的方法。

圖2 分子篩和催化劑的XRD 譜圖

表1 催化劑的物化性質(zhì)

吡啶吸附紅外光譜測量的SRO-1、SRO-2、SRO-3 催化劑的B 酸和L 酸數(shù)據(jù)見表2。由表2 數(shù)據(jù)可知,SRO-1、SRO-2、SRO-3 催化劑同時(shí)含有B酸和L 酸;隨K 擔(dān)載量的增加,B 酸和L 酸數(shù)量均明顯減少。一般認(rèn)為,弱酸位上吸附的吡啶在200 ℃以下進(jìn)行脫附,而強(qiáng)酸位上吸附的吡啶在350℃高溫以上進(jìn)行脫附。隨K 擔(dān)載量的增加,催化劑的強(qiáng)酸位數(shù)量發(fā)生顯著下降,而弱酸位的數(shù)量僅有少量的減少。催化劑Py-FT-IR 表征的結(jié)果與NH3-TPD結(jié)果具有一致性。

圖3 Pt/USY 催化劑的NH3-TPD 譜圖

表2 催化劑的Py-FT-IR 結(jié)果

2.2 FCC 柴油的加氫改質(zhì)反應(yīng)性能

2.2.1 3 種催化劑的加氫改質(zhì)反應(yīng)性能

在催化劑制備方法和金屬Pt 負(fù)載量相同、且3種催化劑的孔道結(jié)構(gòu)相似的情況下,分子篩載體的酸性特征將決定預(yù)精制FCC 柴油加氫改質(zhì)反應(yīng)性能。在固定床連續(xù)加氫反應(yīng)裝置上,詳細(xì)考察了SRO-1、SRO-2 和SRO-3 催化劑的酸性對加氫預(yù)精制FCC 柴油中芳烴飽和與選擇性開環(huán)反應(yīng)性能的影響。表3 是在反應(yīng)溫度300℃、壓力6.0MPa、液時(shí)空速4.0h-1和H2/oil 體積比750∶1 的條件下SRO-1、SRO-2 和SRO-3 催化劑上預(yù)精制FCC 柴油加氫改質(zhì)反應(yīng)性能數(shù)據(jù)。由表3 可知,與預(yù)精制FCC柴油族組成相比,SRO-1 催化劑上加氫改質(zhì)反應(yīng)得到的柴油餾分中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降至4.2%,脫芳率達(dá)到了92.0%,其中芳烴飽和率為71.7%,芳烴開環(huán)率為20.3%,十六烷值提高了10.5 個(gè)單位;SRO-2 催化劑上加氫改質(zhì)反應(yīng)得到的柴油餾分中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)也降至4.2%,脫芳率達(dá)到了92.0%,芳烴飽和率為76.5%,芳烴開環(huán)率為15.5%,十六烷值提高了15.1 個(gè)單位;SRO-3 催化劑上加氫改質(zhì)反應(yīng)得到的柴油餾分中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至28.0%,脫芳率達(dá)到了46.8%,其中芳烴飽和率為40.7%,芳烴開環(huán)率為6.1%,十六烷值提高了8.2 個(gè)單位。

表3 不同催化劑的加氫改質(zhì)反應(yīng)性能

上述數(shù)據(jù)表明,SRO-1 催化劑和SRO-2 催化劑在脫芳率相同情況下,前者芳烴開環(huán)率高了4.8 個(gè)百分點(diǎn),而十六烷值增幅卻小了4.6 個(gè)單位。這是因?yàn)閷τ谒岽呋磻?yīng)來說,酸量越大,酸強(qiáng)度越高,反應(yīng)活性越高,過度裂化性能越強(qiáng)[15]。與SRO-2催化劑相比,SRO-1 催化劑的酸強(qiáng)度與酸量較高,在進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)的同時(shí),SRO-1 催化劑會帶來更多的裂化反應(yīng),生成更多的小分子烴類[16-17],相應(yīng)就會降低產(chǎn)品的十六烷值(如n-C12的十六烷值為87,n-C15的十六烷值為96,n-C16的十六烷值為100,正十二烷基苯的十六烷值為68,正十四烷基苯的十六烷值為72,對于直鏈烷烴,分子中每相差1 個(gè)碳原子,十六烷值相差3~4 個(gè)單位;對于烷基苯,其烷基側(cè)鏈每相差1 個(gè)碳原子,十六烷值相差約2 個(gè)單位[5])。SRO-3 催化劑的脫芳率較SRO-2 催化劑減少了45.2 個(gè)百分點(diǎn),且芳烴飽和反應(yīng)占主導(dǎo),十六烷值增幅較小,這是由于SRO-3 催化劑的酸強(qiáng)度與酸量均低于SRO-2 催化劑,酸量越小,酸強(qiáng)度越低,反應(yīng)活性越低,芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)性能越差,主要發(fā)生芳烴飽和反應(yīng),相應(yīng)十六烷值的增加主要由生成的環(huán)烷烴貢獻(xiàn)。

圖4 是柴油餾分的模擬蒸餾曲線。由圖4 可知,與預(yù)精制FCC 柴油的餾程比較,SRO-1 催化劑上加氫改質(zhì)反應(yīng)得到的液體產(chǎn)品的餾程前移約13 個(gè)百分點(diǎn),SRO-2 催化劑上液體產(chǎn)品的餾程前移約8 個(gè)百分點(diǎn),SRO-3 催化劑上液體產(chǎn)品的餾程前移約3個(gè)百分點(diǎn)。上述數(shù)據(jù)顯示,SRO-1、SRO-2 和SRO-3催化劑上產(chǎn)物中的輕組分依次減少。這說明催化劑的酸性越強(qiáng),其裂化反應(yīng)性能越強(qiáng),從而導(dǎo)致產(chǎn)物中輕組分越多。因SRO-1 催化劑的酸性最強(qiáng),故其產(chǎn)物中輕組分含量最多;SRO-3 催化劑的酸性最弱,其產(chǎn)物中輕組分含量最少。此結(jié)果也進(jìn)一步證明在芳烴選擇性開環(huán)大幅度提高柴油十六烷值過程中, 高活性和高選擇性的加氫改質(zhì)催化劑的酸量和酸強(qiáng)度要適中,酸性太強(qiáng)易發(fā)生過度裂化反應(yīng),酸性太弱反應(yīng)活性差,強(qiáng)酸和弱酸均對十六烷值提高幅度有限。

圖4 柴油餾分的模擬蒸餾曲線

2.2.2 使用SRO-2 催化劑時(shí)反應(yīng)條件對芳烴含量和十六烷值的影響

反應(yīng)條件對劣質(zhì)柴油加氫改質(zhì)反應(yīng)非常重要,采用具有較好加氫反應(yīng)活性和芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)性能的SRO-2 催化劑,以預(yù)精制FCC 柴油為原料,進(jìn)一步考察了不同反應(yīng)條件對脫除芳烴和提高十六烷值的影響。圖5 是SRO-2 催化劑在不同反應(yīng)溫度和不同反應(yīng)壓力條件下,加氫脫芳和提高十六烷值的反應(yīng)性能曲線。由圖5 可知,SRO-2 催化劑在低溫下(240℃)就有較好的加氫脫芳能力,隨著反應(yīng)溫度不斷升高,其脫芳性能逐漸增強(qiáng),十六烷值不斷提高,當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到300℃時(shí),產(chǎn)物中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)已低于10%,十六烷值大于55,達(dá)到了國V柴油質(zhì)量要求,這證明貴金屬催化劑在較低反應(yīng)溫度下就有較高的加氫飽和性能,隨著反應(yīng)溫度的升高,其裂化性能逐漸加強(qiáng),環(huán)烷烴選擇性開環(huán)裂化為鏈烷烴的概率增加,從而大幅度提高了柴油餾分的十六烷值。低壓不利于芳烴的加氫反應(yīng),隨著反應(yīng)壓力的不斷提高,SRO-2 催化劑的加氫脫芳能力逐漸增強(qiáng),柴油十六烷值不斷提高,證明提高反應(yīng)壓力有利于芳烴飽和反應(yīng)和選擇性開環(huán)反應(yīng)。在反應(yīng)溫度 300℃時(shí),反應(yīng)壓力從 4.0MPa 提高到8.0MPa,柴油產(chǎn)品的芳烴含量和十六烷值變化很小,其柴油產(chǎn)品質(zhì)量均能達(dá)到國V 標(biāo)準(zhǔn),因此綜合考慮裝置投資、操作成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及與加氫預(yù)精制段操作條件的匹配,加氫改質(zhì)段操作壓力適宜在6.0~8.0MPa。

柴油加氫改質(zhì)主要涉及3 個(gè)化學(xué)反應(yīng):芳烴飽和反應(yīng)、芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)、裂化反應(yīng)。液時(shí)空速會影響預(yù)精制FCC 柴油在加氫改質(zhì)催化劑上的停留時(shí)間,進(jìn)而會影響上述3 個(gè)反應(yīng)。十六烷值的大小主要是由芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)決定,圖6 是SRO-2 催化劑在不同空速條件下加氫脫芳和提高十六烷值的反應(yīng)性能曲線。由圖6 可知,隨著反應(yīng)空速的增大,SRO-2 催化劑脫芳能力逐漸下降,十六烷值增幅不斷降低,這是由于液時(shí)空速增大,預(yù)精制FCC 柴油在SRO-2 催化劑上的停留時(shí)間縮短,芳烴飽和與開環(huán)裂化能力減弱,故產(chǎn)品中芳烴含量高,十六烷值低。隨著反應(yīng)空速的降低,芳烴飽和反應(yīng)增加,然后進(jìn)一步發(fā)生選擇性開環(huán)反應(yīng),同時(shí)伴隨著裂化反應(yīng)的增加,生成低十六烷值的小分子烴相應(yīng)增加,從而影響了十六烷值的提高(圖1),所以芳烴含量變化較大,十六烷值變化不明顯。大空速條件下,若要使加氫改質(zhì)柴油滿足國V 標(biāo)準(zhǔn),必須適當(dāng)提高反應(yīng)溫度,以增加芳烴飽和反應(yīng)和開環(huán)裂化反應(yīng),以此降低產(chǎn)品中芳烴含量,提高十六烷值。如果反應(yīng)溫度過高,裂化反應(yīng)加劇,產(chǎn)品中輕組分含量增加,目標(biāo)產(chǎn)品收率就會降低。因此,綜合考慮柴油產(chǎn)品收率和質(zhì)量,加氫改質(zhì)反應(yīng)的空速適宜為2.0~4.0h-1。

圖5 反應(yīng)溫度和壓力對芳烴含量和十六烷值的影響

圖6 液時(shí)空速對芳烴含量和十六烷值的影響

圖7 H2/oil 體積比對芳烴含量和十六烷值的影響

圖7 是SRO-2 催化劑在不同氫油體積比條件下 加氫脫芳和提高十六烷值的反應(yīng)性能曲線。由圖7可知,在H2/oil 體積比為500~1000 時(shí),SRO-2 催化劑的脫芳能力和加氫改質(zhì)柴油的十六烷值增幅變化不大。

綜上可知,以預(yù)精制FCC 柴油為原料生產(chǎn)滿足國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的柴油時(shí),為了提高柴油加氫改質(zhì)反應(yīng)單元的原料加工量和降低操作成本,采用SRO-2 催化劑進(jìn)行加氫改質(zhì)反應(yīng)的較佳工藝條件為:反應(yīng)溫度300℃,反應(yīng)壓力6.0MPa,液時(shí)空速4.0h-1,H2/oil體積比750。

3 結(jié) 論

在0.5%Pt/USY、0.5%Pt/1.0K-USY 和0.5%Pt/ 2.0K-USY 催化劑的金屬Pt 負(fù)載量相同以及孔道結(jié)構(gòu)相似前提下,以預(yù)精制FCC 柴油為原料,經(jīng)加氫改質(zhì)反應(yīng)生產(chǎn)滿足國V 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的清潔柴油時(shí),催化劑的酸性起了非常重要的作用,酸密度和酸強(qiáng)度分布決定了催化劑的活性和選擇性。具有較高的加氫活性和適宜酸性的催化劑更有利于加氫改質(zhì)反應(yīng),避免過多裂化反應(yīng)的發(fā)生,在改善柴油產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高了柴油產(chǎn)品的收率。通過對預(yù)精制FCC 柴油進(jìn)行加氫改質(zhì)反應(yīng)性能研究,得知0.5%Pt/1.0K-USY 催化劑具有較好的加氫活性以及較高的加氫脫芳和提高十六烷值的能力,在反應(yīng)溫度300℃、反應(yīng)壓力6.0MPa、液時(shí)空速4.0h-1、H2/oil體積比750 條件下,預(yù)精制FCC 柴油經(jīng)加氫改質(zhì)反應(yīng),柴油收率為95.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),柴油餾分中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.2%,十六烷值為55.1,達(dá)到了國V柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 0.5%Pt/USY 催化劑與0.5%Pt/1.0K-USY 催化劑相比,在脫芳率相同和芳烴開環(huán)率高了4.8 個(gè)百分點(diǎn)的情況下,十六烷值增幅卻少了4.6 個(gè)單位,這是0.5%Pt/USY 催化劑較強(qiáng)的酸性使得芳烴在開環(huán)反應(yīng)的同時(shí)發(fā)生了較多的裂化副反應(yīng),生成了更多的小分子烴類,從而降低了柴油的收率和十六烷值;0.5%Pt/2.0K-USY 催化劑比0.5%Pt/1.0K-USY 催化劑的脫芳率減少了45.2 個(gè)百分點(diǎn),這是0.5%Pt/2.0K-USY 催化劑的較弱酸性使得加氫反應(yīng)活性降低,芳烴選擇性開環(huán)反應(yīng)性能變差,十六烷值的增加主要由芳烴飽和生成的環(huán)烷烴貢獻(xiàn)。

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