汽油和柴油是一次性消耗液体燃料的主体，国家关于新的燃油标准即将出台，新的标准主要是控制成品油中硫化物和烯烃的含量，汽油中的硫和烯烃在燃烧后释放的有害物质是污染环境的重要因素；我国成品汽油中有80 ％是催化裂化汽油，成品汽油中的硫约90 ％来自催化裂化汽油、成品汽油中的烯烃约90 ％来自催化裂化汽油，所以降低FCC汽油组分中的硫和烯烃的含量是满足未来汽油质量要求的关键。 研究表明：如果将汽油中的硫含量从450 μg/g降到50 μg/g，汽车尾气中SO2的含量平均减少90 ％，Nox含量平均减少9 ％，CO含量平均减少19 ％，HC含量平均减少18 ％，有害毒物组成平均减少16 ％；烯烃在较低的温度下，容易氧化生胶，造成汽车输油管路、喷嘴堵塞；在较高的温度下容易缩合积碳，在汽车发动机进气阀及燃烧室中生成沉积物，影响汽车的排放及使用性能，烯烃挥发排入大气，会加速对流层臭氧的生成，形成光化学烟雾。研究表明：如果将汽油中的烯烃含量从20 ％降到5 ％，汽车尾气中的Nox平均减少9 ％，HC平均减少6 ％，有毒物质减少30 ％，对流层的臭氧减少70 ％。 因此降低催化裂化汽油中的硫和烯烃含量是改善空气质量保护自然环境的重要手段；开发性能优良的催化剂对汽油进行加氢处理是国内外普遍采用的脱硫降烯烃的主流技术。 在设计催化剂时，首先研究分析不同原油基属、不同催化裂化工艺的FCC汽油中硫和烯烃的组成及其分布特点，并对国内外现有技术进行研究比较，认为高水平的汽油加氢处理催化剂必须同时具有加氢精制（脱硫、降烯烃）和加氢改质的功能，也就是在脱硫降烯烃的同时，通过催化剂的异构化功能对烃类进行异构化，使得由于烯烃饱和损失的辛烷值得到一定程度的恢复。 硫化态的钴和钼广泛的用于加氢精制脱硫的加氢精制催化剂的组分，钼的硫化物为催化剂的主体，钴的硫化物为催化剂的促进剂。 本文以此为思路主要研究以g-Al2O3为催化剂载体，以Mo为主活性金属组份，并添加Co、Mg、P以及F等其他化学元素为助剂，主要是控制催化剂的酸量及其酸性中心的分布，通过研究制备的载体与市售载体Al2O3的吸咐热和氨吸附量的差别，得出载体和催化剂具有较低的酸度和较多的酸性中心。 本文的主要工作是对制备的催化剂首先进行表征和模型化试验，以了解本文催化剂的基本性质和性能，并在此工作的基础上进行全面的中试试验，进一步研究本文催化剂的加氢活性、选择性、稳定性，以及对不同原料和不同工艺的适应性。 模型化试验表明：1、本文制备的催化剂具有较高的脱硫活性，在260℃时产物中硫含量已经降到10 μg/g以下（无硫汽油标准）；2、在试验条件下有很强的加氢饱和性能，随温度升高而增加，在300 ℃时大于94.2 ％；3、催化剂在试验条件下对庚烯-1具有异构或加氢异构作用，在200 ℃时异构化率为40.6 ％。异构化程度随温度升高显著降低，在300 ℃时仅为5.5 ％；4、烯烃的存在对噻吩加氢脱硫具有抑制作用。 对本文制备的催化剂进行中试试验，针对工业装置需要解决的问题分专项研究，详细探讨了催化剂对不同操作工艺、不同原料油的适应性，并对催化剂要求的工艺条件进行优化。中试评价数据表明本文催化剂具有以下特点：1、催化剂应用性能优良，调整工艺条件可将兰州石化催化裂化汽油中的总硫（394 μg/g）降至符合欧Ⅲ（150 μg/g）、欧Ⅳ标准(50 μg/g)，甚至可以将总硫降到10 μg/g以下符合超清洁汽油的硫含量要求；2、调节操作温度可将兰州石化催化裂化汽油中的总烯烃（39.4 ％，体积分数，下同）降到30 ％、25 ％、18 ％，烯烃饱和率可达45 ％；3、催化剂较强的异构化效应有效的补偿由于脱硫降烯烃引起的汽油辛烷值的损失，对于兰州石化催化裂化汽油，在将总硫降至符合欧Ⅲ（150 μg/g）烯烃饱和率为20 ％时，汽油辛烷值损失在1个单位以内；在将总硫降至符合欧Ⅳ标准(50 μg/g)烯烃饱和率为40 ％时，汽油辛烷值损失小于2个单位；4、催化剂应用工艺条件缓和，操作压力和操作温度低，温度220 ℃～280 ℃，相对于国内外同类催化剂的操作温度低20 ℃～60 ℃，氢分压小于1.8 Mpa，操作方便灵活，边界条件较宽，催化剂可在450 ℃下长时间温度运行而不失活，空速可达6.0 h-1；5、加氢时化学耗氢量在0.25 ％～0.30 ％（质量分率）范围内，液收大于99.5 ％；6、催化剂对原料的适应性强，通过调整工艺条件可以处理FCC汽油、DCC汽油、MIP汽油、液化气以及质量很差干点很高的焦化汽油。 模型化试验和中试试验数据表明，本文制备的催化剂即有加氢精制的功能又具有加氢改质的功能，也就是在表现出较高的脱硫降烯烃活性的同时又能很好的恢复汽油的辛烷值，达到了本文的设计要求，具有很好的工业应用前景。
- 作 者：
- 冯秋庆
- 学科专业：
- 应用化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 南京工业大学
- 导师姓名：
- 俞斌
- 学位年度：
- 2006
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
