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石油化工技术对分子筛的要求分析
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石油化工技术对分子筛的要求分析

2019-09-25      阅读:
分子筛技术在石油化工技术中的应用,对于石油化工技术的进步具有非常重要的意义,本文就针对石油化工技术的发展现状,分析了分子筛对石油化工技术的影响,并分析了其研究的发展趋势,对于分子筛的研究具有一定的指导作用。
 
近年来,我国的石油化工技术取得了一些列的进步,这对我国的能源及原材料工业的发展有重大的影响作用,在使用化工技术的很多应用中都会用到分子筛,分子筛技术的发展及其稳定性对石油化工技术的影响也是非常的明显的,本文就结合石油化工技术的发展现状,分析分子筛性能对石油化工技术的影响,并对分子筛技术的未来发展趋势予以简单的分析。 
  一、石油化工技术的发展现状 
  我国已经在石油炼制方面形成了以催化裂化技术为主的深度原油加工体系,并且开发出了催化整合、叠合、加氢裂化等技术。而在石油化工方面,不仅研发了多种用水蒸气裂解来制取乙烯的技术外,还掌握了高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚苯乙烯等多种下游产品的加工方法。今后,我国石油化工行业的发展方向将会转向橡胶、树脂等的合成,石油化工原料的产量将会逐渐增大,这为化工催化技术提供了发展空间,也对分子筛提出了更高的要求。 
  二、深度石油加工对分子筛的要求 
  深度石油加工技术中的加氢裂化与催化裂化技术都与分子筛有关。为了让炼油厂催化裂化装置的不同需求都得到满足,我们需要进行分子筛的选择与改进。比如,增加分子筛的裂化能力可以提高气体烯烃的产量,而减少分子筛转移氢的活性可以让汽油催化裂化的RON得到提高。根据国内外石油化工技术的发展方向以及分子筛的实际生产情况,分子筛的研究情况可以从以上几个方面开展。 
  (1)硅、铝氧化物比值较高的Y型沸石是现今催化裂化剂使用较多的分子筛。目前,制备条件对二次孔结构、稀土交换量、裂化活性、单晶包大小等方面所产生的影响仍然需要进行系统的研究。 
  (2)MeAPO、SAPO等非沸石类型的分子筛所具备的的发展潜力可能会赋予催化剂新的性能。因此在分子筛的探索研究过程中,一旦发现新的特殊性能,就应该努力研究出适合其投入大规模生产的制备工艺。 
  (3)从石油化工的发展形势来看,多产柴油催化裂化技术的开发将会是重点的研究方向。 
  三、提高汽油辛烷值对分子筛的要求 
  作为石油工业主要产品的汽油,其质量需要与石化技术的发展相适应,才能满足市场对其的需求。日益严格的环保要求对汽油的规格提出了越来越高的要求,因而为催化工艺创造了发展空间,对分子筛的要求也发生了变化。 
  (一)催化裂化 
  我国的大部分汽油都是通过催化裂化技术得到的,提高催化裂化的辛烷值是提高汽油质量的关键因素。国外在催化裂化时所使用的多是Y型分子筛,并且已经从REY、REHY变成了REUSY或是USY。分子筛的改变可以减少裂化过程带来的氢转移反应,让经催化裂化后产生的汽油中含有更多的烯烃,有效提高汽油的辛烷值。提高汽油辛烷值对分子筛的要求需要对高硅铝氧化物值的Y型沸石进行基础、系统性的改性研究,并发掘SAPO、MeAPO等沸石分子筛的新应用领域。 
  (二)催化重整 
  在提高直流汽油辛烷值的诸多工艺中,催化重整是其中比较重要的一种,使用了三氧化二铝等催化剂,而如何提高分子筛的抗硫性能并延长催化剂的运转周期是这种分子筛的主要研究方向,也是催化重整工艺中分子筛最需要具备的性能与条件。 
  (三)烷基化 
  用催化裂化所產生的气体来生产高辛烷值组分汽油还可以通过异丁烷、正丁烯的烷基化来实现,使用的催化剂是氟化氢、硫酸等,但缺点比较多,比如腐蚀性强、会造成污染等。对Y型分子筛进行改进可以达到催化烷基化的目的,但是使用寿命比较短,因此,用催化蒸馏的方法来降低反应条件能实现催化剂运转周期的延长,非常值得我们进一步探索研究。 
  四、 新分子筛的开发与研究 
  人们早已经认识到了新分子筛的出现可以对石油化工带来多大的影响。比如,REY分子筛取代无定型硅铝成为裂化催化剂以后,汽油的产量得到了大幅的提高,而ZSM-5分子筛的出现带来了甲醇合成汽油、柴油临氢降凝等新工艺技术。因次,如果想让新型分子筛在工业中具有更大的应用前景,需要具备以下这些条件。 
  (一)分子筛的性能和结构都需要具备一定的独特性 
  Y型分子筛的孔径窗口比较大,因此很多分子都可以进入到晶体内部进行催化;ZSM-5分子筛有着非常独特的中孔结构,可以对反应或是产品分子进行择形。因此,在这些分子筛类型的基础上,分子筛必须在结构与性能上具备一定的独特性,才能有自己的应用领域。 
  (二)能够合成或是改性制备成多种分子筛ZSM-5与Y型分子筛都可以经合成后制备成晶粒大小、形貌、硅铝氧化物比值各不相同的分子筛,并利用水热处理、离子交换、同晶置换等方法进行改性,这样不仅方便我们制备更多的分子筛类型,更为我们提供了更多的选择机会。 
  (三)分子筛的结构需要有一定的稳定性 
  不管是Y型分子筛还是ZSM-5型分子筛,均具有一定的水热稳定性与热稳定性,能在复杂与严苛的反应与再生条件下发挥催化作用。因此,新型分子筛的开发与研究过程中,也应该满足结构比较稳定这一性能。 
  (四)其合成技术可以实现工业化 
  ZSM-5与Y型分子筛补给原料供应充足,而且合成技术很容易掌握、合成质量好控制,非常有利于其工业化的实现。因此,新型分子筛需要具备能实现工业化的条件。 
  五、结束语 
  作为能源以及原材料工业的重要组成部分,石油化工行业对我国的经济发展有着非常重要的影响。石化工业自改革开放以来才开始迅猛发展,经过了几十年的研究,我国的石油化工取得了很大的进步,为其将来的发展奠定了坚实的基础。 
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