催化裂化(FCC)汽油的降烯烃改质和链烷烃石脑油(如重整抽余油、煤间接液化石脑油等)的化工利用是我国催化界面临的重要课题。本文围绕上述课题开展了全馏分FCC汽油和链烷烃石脑油催化裂解,以及链烷烃石脑油芳构化研究工作,其中涉及针对纳米H-ZSM-5沸石水热稳定性的改性研究和针对Pt/KL沸石制备的探索研究,主要内容如下:首先,为了提高纳米H-ZSM-5沸石的水热稳定性及其对FCC汽油的催化裂解反应性能,对纳米H-ZSM-5沸石开展了硝酸镧、硝酸钡、磷酸一.氢铵、磷酸三甲酯浸渍改性和正硅酸乙酯硅烷化改性的对比研究,还开展了先浸渍磷酸三甲酯后用正硅酸乙酯硅烷化的复合改性研究。用XRD、NH3-TPD和FT-IR光谱等表征手段以及固定床微反发现,磷改性是提高纳米H-ZSM-5沸石水热稳定性和催化裂解活性的有效方法,且以磷酸三甲酯作为磷源改性效果更佳。固体核磁共振研究表明,磷酸三甲酯改性的优越性可归因于其较易与沸石分子筛骨架铝结合并有利于生成由短链磷物种稳定的变形四配位骨架铝物种。在540℃的模拟流态化反应条件下,磷硅复合改性纳米H-ZSM-5沸石在800 0C水蒸气钝化后(1P2Si-st),对FCC汽油催化裂解表现出60.28%烯烃转化率,75.25%正构烷烃转化率,92.84 wt.%低碳烯烃(C2=～C4=)选择性和65.64 wt.%C5+粗汽油产物产率。C5+粗汽油产物的烯烃含量降到30.74 wt.%,与原料油相比辛烷值提高约2个单位,降烯烃幅度约达20个百分点。上述结果表明,FCC汽油的催化裂解反应不仅表现出较高的低碳烯烃选择性,而且表现出很好的汽油改质潜力。然后,本文尝试将上述磷砘复合改性纳米H-ZSM-5沸石催化剂(700 ℃水蒸气钝化)应用于重整抽余油链烷烃的催化裂解反应。在常压、600℃的模拟流态化反应条件下,正构和异构烷烃的转化率分别为60.09%和74.28%,气体产物中乙烯和丙烯的总选择性为44.05 wt.%;通过热力学计算分析了链烷烃在固体酸上催化裂解出现干气和丙烷副产物生成量大的原因。尝试将不同钾含量的钾锌共浸渍纳米H-ZSM-5沸石用于重整抽余油链烷烃的固定床芳构化反应。在0.8 MPa、470℃的条件下,用钾锌共浸渍纳米H-ZSM-5催化剂(K0.5Zn6)在连续500余小时的反应中,干气产率降低至10-15 wt.%之间,芳烃产率达到40 wt.%,并得到了芳烃和丙烷总产率70 wt.%以上的较好结果。为解决链烷烃芳构化固体酸催化技术面临的干气副产物问题提供了芳烃和丙烷联产思路。最后,用自制二氯四氨合铂为铂源,以市售小晶粒KL沸石为载体对Pt负载KL沸石非固体酸链烷烃芳构化催化剂的制备方法和脱氢芳构化性能开展了探索研究。用双光束FT-IR光谱仪对催化剂的脱氢芳构化反应开展了原位光谱研究,并考察了铂源(氯铂酸、二氯四氨合铂)、铂负载量、硝酸钡共浸渍等因素对Pt/KL沸石催化性能的影响。以正庚烷为原料,在500 ℃、0.4 MPa、临氢和进料空速1.5 h-1的固定床条件下,用二氯四氨合铂制备的铂负载量1.2 wt.%的Pt/KL催化剂表现出良好的脱氢芳构化性能:原料转化率接近100%、芳烃产率达到66.14 wt.%,氢气产率高达5.60 wt.%,甲烷和乙烷干气副产物总产率为15.84 wt.%,丙烷产率略高于3 wt.%。采用铂钡共浸渍法制备的催化剂具有优异的反应稳定性,在500小时反应中保持了较高的芳构化活性。