FCC汽油深度脱硫与辛烷值恢复高效耦合催化剂的设计合成研究

催化裂化(FCC)汽油的清洁化已成为推动能源、经济与环境协调发展的关键因素，但到目前为止如何实现FCC汽油的深度脱硫及辛烷值恢复仍是制约清洁汽油生产的瓶颈问题。本项目通过调控SAPO-11沸石合成中有机硅源和铝源的水解深度，实现沸石的骨架扩孔并因此满足烯烃的双支链加氢异构反应要求；然后将扩孔后的SAPO-11沸石附晶生长于氧化铝基质上，这既可实现沸石晶粒的高分散以提高其与烯烃分子的可接近性，又可减弱氧化铝与金属活性组分的强相互作用、平衡金属组分的分散度和堆积度，从而增加脱硫活性中心并实现深度脱硫。本项目重点研究SAPO-11沸石孔径的精细调控新方法和金属组分形貌的有效调变新途径，并以此为基础高效耦合烯烃双支链加氢异构和深度脱硫两种反应，从而获得新的汽油改质催化剂制备技术，为实现FCC汽油质量的根本改善提供科学基础。本项目的研究结果对开发高性能的沸石基金属加氢催化剂具有重要的理论指导意义。

催化裂化(FCC)汽油的清洁化已成为推动能源、经济与环境协调发展的关键因素，但到目前为止如何实现FCC 汽油的深度脱硫及辛烷值恢复仍是制约清洁汽油生产的瓶颈问题。针对这一问题，本项目合成了梯级孔SAPO-11沸石和梯级孔SAPO-11/Al2O3原位复合物，然后通过改变梯级孔SAPO-11在Al2O3基质上的覆盖度调整Co-Mo-S活性相的形貌，研制出了可有效协调加氢脱硫和烯烃双支链加氢异构两种反应的FCC汽油加氢改质新型催化剂，并探讨了该催化剂上烯烃的双支链加氢异构反应机理，得到如下结果：.1. 为实现烯烃的双支链加氢异构，将长链有机硅和有机醇引入常规SAPO-11微孔沸石的合成体系中。与微孔SAPO-11为载体的催化剂相比，所合成的梯级孔SAPO-11沸石基催化剂具有更多的B酸中心和丰富的微孔-介孔结构，这使其对双支链异构体具有更高的选择性，而对裂化产物的选择性很低。.2. 采用原位晶化法合成出以成型氧化铝为核、 梯级孔SAPO-11为壳的复合催化材料。与机械混合物基催化剂相比，在不同的1-辛烯转化率下复合物基催化剂均具有更高的双支链异构化活性和更低的裂化选择性，这归因于后者所具有的开放畅通的孔结构和较多的中强B酸位。.3. 适度提高梯级孔SAPO-11 沸石在氧化铝基质上的覆盖度，可增加催化剂的中强B酸位数量，促进1-辛烯的双支链异构反应，而裂化反应仍较弱；该覆盖度的适度提高还可在保持Co-Mo-S活性相良好分散的前提下增加其堆积度，从而实现对含硫化合物的高效脱除。适宜覆盖度的梯级孔SAPO-11/Al2O3复合物基催化剂具有良好的加氢脱硫和烯烃双支链加氢异构反应效果，而且汽油产品的辛烷值损失小、液体收率高，预示该新型催化剂在清洁汽油生产方面具有应用潜力。.4. 新型催化剂上烯烃双支链加氢异构的反应机理如下：直链烯烃从SAPO-11的B酸中心获得氢正离子形成长链的仲正碳离子，该仲正碳离子依次转化为单甲基的烷基正碳离子、双甲基的烷基伯正碳离子和烷基叔正碳离子；最后，双甲基的烷基叔正碳离子迁移到金属中心上得到金属解离的氢负离子，从而形成双甲基异构烷烃。