Catalytic cracking of light diesel over Au/ZSM-5 catalyst for increasing propylene production  

Au/ZSM-5催化剂催化裂化轻柴油多产丙烯（英文）

作　　者：祁彩霞[1] 王云霞[1] 丁孝涛[1] 苏慧娟[1] 

机构地区：[1]烟台大学化学化工学院,山东省黄金工程技术研究中心(工业应用),山东烟台264005

出　　处：《Chinese Journal of Catalysis》2016年第10期1747-1755,共9页催化学报（英文）

基　　金：supported by the Shandong Taishan Scholarship, the Yantai double-hundreds talents plan;the Shandong Natural Science Founda-tion (ZR2015BM006)~~

摘　　要：The catalytic cracking of light diesel oil （235–337 ＆#176;C） over gold‐modified ZSM‐5 was investigated in a small confined fluidized bed at 460 ＆#176;C and ambient pressure. Different Au/ZSM‐5 catalysts were prepared by a modified deposition‐precipitation method by changing the preparation procedure and the amount of gold loading and were characterized by X‐ray diffraction, N2 adsorp‐tion‐desorption, temperature‐programmed desorption of NH3, transmission electron microscopy and inductively coupled plasma spectrometer. It was found that a small amount of gold had a posi‐tive effect on the catalytic cracking of light diesel oil and increased propylene production at a rela‐tively low temperature. The maintenance of the ZSM‐5 MFI structure, pore size distribution and the density of weak and strong acid sites of the Au/ZSM‐5 catalysts depended on the preparation pa‐rameters and the Au loading. Simultaneous enhancement of the micro‐activity and propylene pro‐duction relies on a synergy between the pore size distribution and the relative intensity of the weak and strong acid sites. A significant improvement in the micro‐activity index with an increase of 4.5 units and in the propylene selectivity with an increase of 23.2 units was obtained over the Au/ZSM‐5 catalyst with an actual Au loading of 0.17 wt%.经过三十多年的研究与开发,金催化已应用到环境污染治理与控制、精细化工合成和能源等领域,涉及的化学反应从简单的CO氧化和丙烯环氧化等扩展到加氢、羰化和缩合等各类有机合成反应,研究领域从多相催化到均相催化以及光催化等.然而金催化所探索的反应多在较温和的反应条件下进行,对于重油催化裂解这类高温和复杂混合反应物体系的研究几乎无人问津.催化裂化(FCC)过程由于具有能耗较低、原料低廉及装置适应能力强等优点,在增产丙烯方面发挥着重要作用.由于特殊孔结构的择形性、较强的酸性和低的氢转移活性以及良好的水热稳定性,ZSM-5分子筛是目前应用于FCC多产丙烯催化剂和助剂最为广泛的重要组分.值得注意的是,目前国内外开发的改性ZSM-5无论是对C_4烃类和石脑油等催化裂解或作为助剂用于FCC增产丙烯均有积极作用,但反应温度较高(大于510 oC);当降低反应温度后,其增产丙烯的能力将受到极大限制.本文利用纳米金低温催化活性高的特点,采用改进的沉积沉淀(DP)方法,通过调变制备参数和金载量,制备了系列金修饰的ZSM-5催化剂,考察了其对轻柴油催化裂解多产丙烯的催化性能.采用X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附、氨程序升温脱附(NH_3-TPD)、透射电镜(TEM)和诱导耦合等离子体光谱(ICP-AES)等手段研究了纳米金的分散状况及其对ZSM-5物理化学结构的调变.结果发现,在460 oC的较低反应温度下,与微米ZSM-5母体相比,采用常规DP法制备的经过滤洗涤后未用Na BH4还原而是在300 oC下空气中焙烧,理论金载量分别为0.5,0.8和1.0 wt%的三个纳米金催化剂的微反活性和丙烯选择性均增加.其中丙烯选择性分别提高了8.8%,2.9%和23.2%,微反活性指数分别提高了7.1%,4.3%和4.5%.这表明少量金的引入有利于在较低反应温度下催化裂化轻柴油增产丙烯,反映了其催化裂解烃类化�

关 键 词：Fluid catalytic cracking Gold modification Propylene selectivity Micro-activity test 

分 类 号：TE624.91[石油与天然气工程—油气加工工程] TQ221.212[化学工程—有机化工]