关于石油化工相关论文范例,与分子筛在石油化工中的应用相关论文格式模板
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摘 要:随着社会经济和科学技术水平的不断提高,如农业、精细化工、石油化工等行业领域催化剂被越来越多地应用.文章对石油化工中应用分子筛进行探讨,并简要介绍了分子筛的结构及发展.
关 键 词:应用石油化工金属离子分子筛
沸石是一种软性、低密度的矿石,并在吸水剂中发挥着关键作用.文章以沸石分子筛为例进行论述.催化剂中采用沸石分子筛,利用了其稳定性及多样性.沸石能够通过人工进行合成,但合成沸石化学组成则为硅铝酸钠,而天然产沸石为碱土金属或碱金属的硅铝酸盐.为组成分子筛,类型不同的分子筛是由三种物质数量比例不同而形成.根据组成硅铝比和晶型的不同,分子筛的类型也不同.但含量是决定分子筛类型的主要成分.作为催化剂,为了与分子筛不同用途相适合,需要将分子筛中的转换为其它阳离子.,公式中为结晶水的mol数,为,是金属离子价数,为分子筛中的金属离子.
沸石分子应大于反应物分子,这样分子筛的内部才能有效容纳分子.经过路易斯酸催化反应,在该反应发生的过程总,要使催化得以完成,就必须有效生成分子.孔道尺寸按孔道大小进行划分的话,在两毫米、两毫米至五十毫米和超过五十毫米的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛.按照骨架元素的组成,分子筛可分为骨架杂原子、硅铝类、磷铝类等分子筛.通过不断深入分析、研究分子筛的合成与应用,伴随化工领域的不断突破与进步,人们成功地发现了磷铝酸盐类分子筛,并得以广泛应用.由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水,水分子在加热后连续地失去,但晶体骨架的结构却不发生变化,于是就会形成空腔,这些空腔大小不尽相同.空腔中又包含了许许多多的微孔相连,它们拥有相同的直径,可以将小于孔道直径的分子吸附至孔穴内部,极性程度不同的分子,这样就将沸点相异的分子,饱和程度相异的分子剥离开来.微小的孔穴直径大小均匀,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,具有筛分分子的作用,因此称为分子筛.针对石油化工应用所需条件条件即为苛刻的情况,分子筛具有较大的孔径,使得其水热稳定性和热稳定性无法得到满足.2mn以上的孔道和空腔也是能够实现的.由上述内容可以看出,分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业领域中被广泛使用.
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一、异构化
1.异物化
化合物分子通过异构化的过程虽不会改变量和组成,但却会改变其结构,如果使用了催化剂,那么,基团或原子等处于有机化合物分子的元素则会发生改变.不同于半个世纪前,现在使用新型ZSM-5分子筛催化剂的二甲苯气相和液相异构化.而在半个世纪前,异构化的使用仅仅在于生产高辛烷值汽油调合组分,之后,伴随社会经济和人们物质生活水平的提高,大幅增加对汽油的需要.高辛烷值汽油调合组分利用异丁烷烷基化生产的工序得到飞速发展,与此同时,正丁烷异构化也大力推进社会工业化发展,这也对烷基化的原料的来源与应用形成促进、获得拓展.然而,在芳烃的转换方面通过对异构化过程的应用,研发了铂催化剂的二甲苯异构化工艺,该工艺以氧化铝或氧化铝-氧化硅为载体.在这之后又开发出液相二甲苯异构化过程,该过程用氟化氢-氟化硼作催化剂.为了将汽油中所引起的缺乏辛烷值的问题顺利解决,炼油厂采用了沸石和贵金属无定型两种催化剂,同时增加爱了乙烷和戊烷异构化的作用.用氧化铝为粘结剂的丝光沸石作为沸石催化剂较为典型.其能够对水、硫等杂志所引发的中毒形成抑制.
2.重整
将低辛烷值的环烷和链烷转为芳和异构烷,是双功能催化剂的作用.以获得高产为目的,可使用沸石催化剂工艺,但是针对于甲基环戊类而言,这种催化剂不具有敏感性.
二、生成碳碳键
分子的增大以及C-C键形成机理发生在甲醇转化反应中.为了能够有效控制分子,特别是分子的长度,可对分子的截面积进行充分利用,选择与之相应的反应条件,从而延伸并拓展了甲醇低碳烯及甲醇制汽油的工序.
三、分子间的偶合
1.合成二甲苯
合成二甲苯反应对二甲苯的方法,也就是甲苯与甲醇的烷基化,二甲苯选择性在催化剂上为90%,八面沸石催化剂能够产生百分之五十对二甲苯.
2.合成乙苯
通过乙烯与笨的酸催化烷可制成乙苯,用ZSM-5催化剂能够降低能耗,并增加乙苯选择性,.苯与乙烯在ZSM-5催化剂上的烷基化反应能够达到99.6%的乙苯产率.
四、重排分子
1.甲苯歧化
分子间的甲基重排则为甲苯歧化,现阶段的催化剂为丝光沸石,该催化剂可减少生成多甲苯,且稳定性更高,例如:经磷或镁改性后,选择二甲苯几率能够达到百分之83.
2.二甲苯异构化
如二甲苯异构化反应,最简单的二甲苯异构化为苯环上的甲基重排,换言之,就是将加氢汽油装置或者重整装置的芳变化为二甲苯混合物,且较为平衡,之后将二甲苯分离出来,该二甲苯具有价值.为将ZSM-5孔道收窄,采用CVD法,可增加至95%的二甲苯含量.
五、催化裂化
1.选择性裂化
裂化是将重质油生产为轻质油的过程,轻质油如分柴油和汽油等.在工业生产中,加热是类裂化过程,并存在催化剂,在炼制石油的过程中,加氢裂化、催化裂化、热裂化等是最为常见的.将ZSM-5作为石油加工过程中的催化剂,汽油馏分是由直链烷催化裂化产生的.链烷的裂化率在ZSM-5中随着减少的孔道的有效直径而减少、增大的链烷分子长度而不断增加,这样有利于提高辛烷值.丝光沸石和大孔径沸石也能够参与以上反应,成为催化剂,但是其效果也消失得很快.
2.加氢裂化
在具有酸功能和金属的催化剂下,石油馏分在高氢分压的裂化作用下,增加了沸石催化剂的作用,这就是加氢裂化.丝光沸石与大孔径沸石与石脑油的加氢裂化反应程度最佳.稀土离子交换的高硅八面沸石的前提是针对重质原料.在炼制石油的过程中,较高的温度和压力使得氢气经过催化剂作用后发生异构化、裂化、加氢反应,从而变为柴油、煤油、汽油的加工过程则为加氢裂化.加氢裂化的特点诸多,如轻质油产品的质量好,且收率高等.
3.流化催化裂化
在早期的沸石催化剂中,出现了流化催化裂化的概念,使汽油馏分的辛烷值和生产能力大奥最大是流化催化裂化的目的.在流化催化裂化催化剂中,主要应用Y型沸石,其由稀土离子交换,并具有极高硅铝比和稳定性.在石油催化裂化反应中,原料油充分地与催化剂进行反应,这样对反应十分有利.因此,状催化剂经常被使用于催化裂化等工艺中.通过反应,为了将催化剂的作用及效果完全发挥出来,可以在反应与再生的设备中,流化催化剂,使其呈现流化状态.
本文出处 http://www.sxsky.net/jingji/028754.html
六、结束语
随着社会经济和科学技术水平的不断提高,催化剂被越来越多地应用在各行各业中.例如:农业、精细化工、石油化工等领域.催化剂的原料采用沸石,这针对工业的发展而言具有十分重要的作用.而随着应用的不断广泛化,使用沸石催化剂的领域也在不断扩展中,对此也增加了沸石催化剂的用量,并且新的合成技术的应用也给沸石催化剂带来新的发展.
参考文献:
[1]王亚涛,张新,房承宣,靳立军,郭学华,胡浩权.中空ZSM-5分子筛的制备及其在2-甲基萘烷基化合成2,6-二甲基萘中的应用[J].石油化工,2012(12).
[2]张忠东,刘璞生,孙雪芹,田爱珍,余颖龙,高雄厚.几种沸石分子筛的
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