用户前沿丨Ag/ZSM-5催化剂：提升石脑油中正戊烷裂化效率提升烯烃产量

炼厂气是石油炼制厂副产物的气态烃。其主要来源于原油蒸馏、催化裂化、热裂解、石油焦化、加氢裂化、催化重整、加氢精制等炼制过程中。不同来源的炼厂气组成浓度差别各异，但主要成分均为烷烃、烯烃以及氢、氮、二氧化碳、硫化物等无机气体，其中烃类主要为C1 - C12的饱和和不饱和烃，硫化物主要是H2S、COS、SO2 和甲硫醇，氢气的浓度会从ppm级别到百分含量级别，另外还有永久性气体如O2、N2、CO 和 CO2等。

原油在一次加工和二次加工的各生产装置都有炼厂气体产出。它们的主要用途是作为生产汽油的原料、石油化工原料以及生产氢气和氨。炼厂气的加工主要就是对炼厂气组分分离后的利用的过程，因此对于炼厂气组分的判定及检测在工艺中十分重要。

标准中常说的炼厂气分析是指对石油炼制过程中所产生的饱和烃、不饱和烃、无机气体和永久气体等混合气体的检测。炼油厂了解其样品组成和各组分的含量，可以通过调整工艺使得炼厂气经分离作化工原料的比重增加，例如分出较纯的乙烯可作乙苯或分出较纯的丙烯可作聚丙烯等，因此炼厂气分析是工艺参数设定的重要依据，众多石化科研工作者也都在寻找更加科学高效的炼厂气工艺从而让产物的化工原料组分和纯度更加符合下游生产需求。

中国石油大学，重质油国家重点实验室陈小博教授团队张鑫阳博士，利用赛里安456系列炼厂气分析专用仪进行炼厂气工艺中催化剂催化的分析，验证兼具脱氢和裂解能力的Ag/ZSM-5双官能团催化剂裂解反应机理，分析结果可为催化剂的合理设计和石化资源的充分利用提供一定的指导作用。

张鑫阳博士在《AIChE journal》（SCI影响因子4.17）上发表了《 Insight into catalytic cracking pathways of n-pentane over bifunctional catalysts to produce light olefins》（DOI： https://doi.org/10.1002/aic.18266）

▲ 图1 文献中正戊烷催化裂化反应路径

▲ 图2（A）-（E）为Ag/ZSM-5催化剂的光谱特征图

▲ 图3  赛里安456快速炼厂气分析仪氢气通道图谱

▲ 图4  赛里安456快速炼厂气分析仪永久气通道图谱

▲ 图5  赛里安456快速炼厂气分析仪烃类通道图谱

张博士在分析过程中利用赛里安456炼厂气分析专用仪的多通道同时在线分析的特点，通过双TCD（热导检测器）通道分别同时分析了氢气和永久性气体，同时通过FID（氢火焰离子化检测器）同步分析了烃类组分。结果验证了Ag/ZSM-5催化剂可以使正戊烷完全裂解为烯烃，为广大炼油厂在石脑油催化裂化工艺中提供了新的途径和帮助。

参考文献：

Zhang X, Li Y, Lu J, et al. Insight into catalytic cracking pathways of n-pentane over bifunctional catalysts to produce light olefins. Authorea Preprints; 2023. DOI: 10.22541/au.168522851.14001979/v1.

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