反应吸附耦合芳构化改质催化汽油催化剂设计及其应用基础

课题针对反应吸附脱硫工艺处理高烯烃含量催化裂化汽油时存在的烯烃加氢饱和带来的辛烷值损失问题开展反应吸附-芳构化新工艺及其催化剂的设计。研究通过酸性增强、活性组分合金化和工艺参数优化等措施提高脱硫选择性的作用机制，认识和控制反应吸附活性组分间的硫传递微观过程。研究反应吸附-芳构化新工艺过程中的芳构化反应和反应吸附脱硫反应的竞争与协同机制，通过原位吸附-反应表征技术进行机理研究，认识和促进芳构化与反应吸附脱硫过程中的氢转移，协调芳构化和反应吸附脱硫反应。研究反应吸附硅藻土载体的原位晶化生成芳构化组分和引入纳米异形氧化锌的合成与复配策略、关联组分的配伍、粒度、分散度、结晶度和形貌以及组分间相互作用与催化性能、产物分布构效关系，获得高性能催化剂的制备工艺。丰富反应吸附脱硫及其多功能催化剂的催化理论，形成和推进催化汽油改质的新技术及其新工艺的产业化。

世界各国对车用汽油质量的要求越来越严格，使得油品质量升级的需求与相对老旧的生产技术之间的矛盾日益明显。本课题提出了一种新型的反应吸附脱硫耦合芳构化技术，旨在达到汽油深度脱硫目的的同时降低辛烷值损失，指导工业生产，并就该技术中的科学问题进行了深入研究。.课题从催化剂组成材料入手，分别制得具有梯级孔结构的硅藻土-ZSM-5分子筛复合材料（DZSM-5）与棒状、花状、球状等多种形貌的的梯级孔ZnO材料，通过多种表征手段对材料的理化性质进行了研究，并优化了材料的控制合成条件。采用浸渍法、固相法、机械混合法等方式，引入Ni、Cu、活性炭等组分，制备了不同的催化剂，以FCC汽油为原料，分别考察了催化剂的芳构化性能与脱硫性能。结果表明：1、DZSM-5分子筛复合材料具有很好的梯级孔结构，增强了反应物在催化剂上的扩散与传递，并有效的降低了积炭的不良影响；2、梯级孔ZnO材料具有较传统的ZnO更优的孔结构，提高了容硫量，其中Ni/ZnO-Al吸附剂饱和硫容高达213.0mg•g-1；3、Ni/DZSM-5/ZnO耦合催化剂与新型ZSM-5/ZnO催化剂都具备脱硫与芳构化功能，产品硫含量< 10 μg/g，辛烷值损失小于一个单位；4、Cu与活性炭的引入，进一步改善了催化剂的孔结构，并降低了其加氢活性，改进后的催化剂处理FCC汽油，产品硫含量低于10 μg/g，辛烷值损失约0.3个单位。.课题研究期间，在国内外学术期刊发表相关论文14篇，其中8篇被SCI检索，5篇被EI检索；申请中国专利3项，其中2项已获授权；培养博士研究生3人，硕士研究生5人。