摘 要

重质芳烃催化加氢工艺是指将重质芳烃经过一系列反应，最终得到苯、甲苯、二甲苯（BTX）等基本石油化工产品的一种工艺。该工艺可以有效的提高重芳烃的利用率。随着催化重整与芳烃联合设备规模的不断增大，产出的重质芳烃也一直在增长。对于提高重质芳烃的利用率及其经济价值，将C₁₀ 重芳烃转化为BTX的研究，已成为世界研究芳烃生产时的首要考虑。

工业催化剂对于重质芳烃催化加氢脱烷基工艺而言是最关键的。本文通过实验测定不同负载量的NiO催化剂对重质芳烃催化加氢脱烷基反应的影响，主要是为了比较不同负载量的NiO催化剂对低碳芳烃的选择性、重质芳烃的转化率以及二甲苯的选择性的影响。通过一系列的实验最终确定了金属氧化物的负载量对重质芳烃催化加氢脱烷基反应的性能有显著的影响。

关键词：重质芳烃 催化剂 重质芳烃催化加氢脱烷基 负载量

Abstract

The heavy aromatic hydrocarbon catalytic hydrogenation process refers to a process in which heavy aromatics are subjected to a series of reactions to finally obtain basic petrochemical products such as benzene, toluene and xylene (BTX). The process can effectively improve the utilization rate of heavy aromatics. With the increasing scale of catalytic reforming and aromatics, the heavy aromatics are becoming more and more. In order to improve the utilization of heavy aromatics and its economic value, the study of converting C10 heavy aromatics into BTX has become the primary consideration in the world's research on aromatics production.

Industrial catalysts are the most critical for the heavy aromatics catalytic hydrodealkylation process. The effects of different loadings of NiO catalysts on the catalytic hydrodealkylation of heavy aromatics were determined experimentally, mainly to compare the selectivity of different loadings of NiO catalysts to low-carbon aromatics, the conversion of heavy aromatics, and The selective effect of toluene. Through a series of experiments, it was finally determined that the loading of metal oxides had a significant effect on the performance of heavy aromatics catalytic hydrodealkylation.

Key Words: Heavy aromatics; Catalyst; Catalytic Hydrodealkylation of Heavy Aromatic Hydrocarbons; Load

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1重质芳烃轻质化的研究背景 1

1.2 重质芳烃简述 2

1.2.1 重质芳烃的定义和来源 2

1.2.2 重质芳烃使用途径 2

1.2.3 目前重芳烃利用现状 4

1.3工业技术简介 4

1.3.1原料油性质 4

1.3.2反应原理和流程 5

1.3.3国内外重芳烃脱烷基工艺进展 6

1.3.4催化剂选择 7

1.4工艺研究现状 8

1.5研究意义 8

第二章 实验部分 10

2.1实验原料与试剂 10

2.2催化剂的表征 11

2.2.1 X射线衍射（XRD） 11

2.2.2 N₂吸附-脱附 11

2.2.3 扫描电子显微镜（SEM） 11

2.3 重质芳烃催化加氢脱烷基性能研究 12

2.3.1 反应装置 12

2.3.2 实验步骤 13

2.3.3 原料与产物分析 13

2.3.4 反应转化率以及选择性计算 14

第三章 实验结果分析 15

3.1 催化剂的表征 15

3.1.1 XRD分析 15

3.1.2 N₂吸附-脱附分析 16

3.1.3 SEM分析 18

3.2实验结果 18

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致谢语 24

第一章 引言

1.1重质芳烃轻质化的研究背景

随着煤化工方面的不断发展，尽管大部分煤化工产品有了一定程度的合理利用，可是副产品中的重质芳烃原料，不但密度大，还含有大量的硫、氮，而且还有很多的多环型化合物，这些原料中的绝大多数都是以直接燃烧的方式来利用，这种的利用方式不仅是对资源的浪费，对于环境也有着不小的污染。

另外，要想提高炼油能力，最简单的方法就是通过扩大生产设备来增加炼油能力，这也使得重质芳烃的产量大量增加 ^[1-5]。同时，就算只考虑其中的C₁₀重芳烃，就有不下于100种的组分，由此可想，重芳烃的组成又是多么复杂 ^[6]。通常情况下，经过一些基础的精馏的方法，就可以提取出具有更高价值的组分，其中小部分可以作为生产溶剂油或汽油的共混组分，除此之外的也只能用作低价燃料了，即使如此，仍有五分之一左右的C₁₀重芳烃会转化为重残留物。不难看出，在现在的生产C₁₀重芳烃的模式下，对于原料的利用能力明显不足，不仅造成资源的不必要浪费，对环境的污染也不小，对人体也有着不小的危害，而其应有的经济效益根本没有得到合理的利用，一些有害物质也将直接对各种生产设备的正常运行造成严重影响。

目前来看，关于生产轻芳烃的原料方面，重芳烃是最好选择，因此作为提高重芳烃利用率的重要工艺－重芳烃加氢脱烷基技术，受到全世界学者关注也是不可避免的。重质芳烃在经过轻质化反应后就是为了生成苯、甲苯、二甲苯等产品，这样可减少世界对对二甲苯的依赖。因而，这项工艺对于大多数重质芳烃都有了正确的使用方式，C₁₀资源的经济效益也能够得到合理的发挥，凭借这些优点，重芳烃脱烷基轻质化工艺技术值得我们花费大量时间去研究并完善。

1.2 重质芳烃简述

1.2.1 重质芳烃的定义和来源

重芳烃定义：石油和煤化工副产的C₉及其以上的芳烃化合物。其主要来源有：①炼油厂催化重整装置副产C₉重芳烃，②涤纶原料厂对宽馏分催化重整装置副产重芳烃，③乙烯装置副产重芳烃，④乙烯装置副产乙烯焦油，⑤煤高温炼焦副产煤焦油^[7]。