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专家们认为,至少在21世纪的数十年间,石油和天然气仍将是世界经济发展不可替代的重要战略能源。随着交通车辆的急剧增加,带动了社会生产力的发展,提高了人们的生活质量。但与此同时,大量汽车尾气排放对大气污染日益严重,对人们的身体健康和赖以生存的环境造成了威胁。随着人类环境保护意识的增强,对车用汽油的质量提出了更高的要求。新配方汽油规格的核心就是要减少因挥发造成的有机物的排放和汽车尾气中有害物质的排放,因此对汽油的蒸汽压,烯烃,芳烃和苯含量等做出了严格的规定。催化裂化轻汽油醚化工艺有利于生产环境友好的新配方汽油,受到广泛的重视。本论文研究轻汽油醚化反应催化剂的制备,具有重要的实际意义。本文进行了以下三方面的工作:
1.本文通过综合分析,选择沸石分子筛作为轻汽油醚化的催化剂,并分别用磷和金属钼,银作为负载元素,制备改性沸石分子筛催化剂。考察了焙烧温度,负载量对催化剂活性的影响。从而确定了改性催化剂的制备工艺,即载磷2%,450℃焙烧;载银2%,450℃焙烧;载钼1%,400℃焙烧。考察了不同负载两对P,Mo双组元改性催化剂对催化活性的影响。得到载Mol%,载P3%的双组分改性催化剂具有较好的催化活性。
2.将研制的性能较好的双组分改性催化剂应用于轻汽油醚化工艺条件中,考察了反应温度,反应压力,剂油比和醇烯比等工艺条件对叔碳烯烃转化率的影响。研究结果表明,在适宜的工艺条件下,制备的改性沸石分子筛催化剂可以用于轻汽油醚化生产中。
3.利用自制的性能较好的双组分改性催化剂进行了轻汽油催化醚化反应动力学研究,由实验得到:
未改性催化剂作用下,醚化反应活化能为56.99kJ/mol,改性催化剂作用下,醚化反应活化能为47.16kJ/mol,说明改性后的沸石分子筛催化剂比未改性沸石分子筛有更好的活性。
两种催化剂作用下的轻汽油醚化反应动力学模型分别为:
未改性:r=-dcA/dt=8.10×107·e-6854.8(1/T)·cA-1.59×1011·e-10084.4(1/T)·cT改性:r=-dcA/dt=3.29×106·e-5672.6(1/T)·cA-4.2×1010·e-9216.9(1/T)·cT