含Re的负载型催化剂的制备及其在油品加氢精制中的应用

论文摘要

随着人们环保意识的提高和环保法规的日益严格,开发新型有效的加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳催化剂成为加氢精制领域的热点。传统的的CoMo/Al2O3或者NiMo/Al2O3加氢催化剂在传统的加氢精制条件下没有足够的活性来满足汽油、柴油深度加氢脱硫、脱氮、脱芳的要求。为了改进催化剂的活性,方法之一就是需要探索更高活性的新型催化剂。铼的硫化物在加氢催化反应中显示出很高的活性,其活性高于钼和钨的硫化物。与早期的研究相一致,现在很多研究显示氧化锆负载的ReS2在加氢脱硫、加氢脱芳特别是汽油的加氢脱氮显示出高的活性。ReS2/Al203催化剂在噻吩的加氢脱硫方面比商业化CoMO/AI2O3或者NiMo/Al2O3更高的活性。本文采用共沉淀法合成了SiO2-TiO2-ZrO2三元复合氧化物载体,对载体进行X射线衍射、N2吸附表征。测得三元复合氧化物载体的比表面积为265.80 m2·g-1,孔容0.33cm3·g-1,孔径6.86nm,属于大比表面积介孔材料的在一种。相比二元复合氧化物的载体的比表面积、孔容、孔径要大。从XRD谱图分析可知载体的Ti02锐钛矿峰形尖锐,Si02和Zr02峰型较弱。采用共浸渍法制备了WReNi/SiO2-TiO2-ZrO2和WReCo/SiO2-TiO2-ZrO2催化剂活性组分担载量为25%,对催化剂进行X射线衍射和N2气吸附表征。XRD谱图显示载体在负载活性组分之后主峰增强,活性组分特征峰较弱,说明活性组分分散到载体的表面和孔结构中；N2气吸附表明负载活性组分之后载体的比表面积、孔容、孔径都减小,说明活性组分在载体表面得到很好的分散。在相同的反应温度、空速、氢油比,不同的反应压力条件下,对不同活性组分配比的催化剂进行加氢精制活性评价。实验以噻吩、喹啉、四氢萘的正十二烷溶液为模型化合物,以普纯氢为还原气体,在实验室自制的微型固定床反应器上进行加氢加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳活性评价。结果表明加氢脱硫转化率随着反应压力的升高而增大；加氢脱硫活性明显高于加氢脱氮和脱芳。加氢脱氮活性较高,随反应压力的升高喹啉的转化率逐渐增大,其中WReCo/SiO2-TiO2-ZrO2在3.5MPa处出现最大值。催化剂的加氢脱芳反应活性最低,且随反应压力的升高而增大,说明压力对催化剂脱芳效果明显。试验选取了反应压力、反应温度、空速、氢油比为正交试验因素,对催化剂的加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳进行活性评价,得出了脱硫、脱氮、脱芳的最佳工艺条件

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 0.1 稀散金属铼的应用
• 第一章 加氢精制催化剂的发展状况
• 1.1 催化剂活性组分的研究进展
• 1.2 催化剂载体的研究进展
• 1.2.1 单一氧化物载体
• 1.2.2 二元氧化物载体
• 1.2.3 其它载体
• 1.3 加氢脱硫工艺的研究
• 1.4 加氢脱氮工艺的研究
• 1.5 加氢脱芳工艺的研究
• 1.6 选题意义及内容和创新
• 1.6.1 选题意义
• 1.6.2 本课题的内容及创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.1.1 催化剂载体的制备
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂的制备'>2.1.2 WReNi（WReCo）/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂的制备
• 2.2 催化剂的活性评价
• 2.2.1 催化剂活性评价装置
• 2.2.2 色谱条件
• 2.3 加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳转化率计算方程式
• 第三章 载体和催化剂的表征
• 3.1 载体的表征
• 3.1.1 载体的X射线衍射表征（XRD）
• 3.1.2 载体的氮气吸附表征
• 2-TiO₂-ZrO₂加氢催化剂的表征'>3.2 WReCo/SiO₂-TiO₂-ZrO₂加氢催化剂的表征
• 3.2.1 W：Re：Co=8：2：2催化剂XRD和氮气吸附的表征
• 3.2.2 W：Re：Co=8：2：6催化剂XRD和氮气吸附的表征
• 3.2.3 W：Re：Co=8：2：8催化剂XRD和氮气吸附的表征
• 2-TiO₂-ZrO₂加氢催化剂的表征'>3.3 WReNi/SiO₂-TiO₂-ZrO₂加氢催化剂的表征
• 3.3.1 W：Re：Ni=8：2：4和W：Re：Ni=8：2：6催化剂的XRD表征
• 3.3.2 W：Re：Ni=8：2：4和W：Re：Ni=8：2：6催化剂的氮气吸附表征
• 第四章 催化剂加氢催化活性的评价
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂加氢精制活性的评价'>4.1 WReCo/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂加氢精制活性的评价
• 4.1.1 催化剂活性组分配比对催化剂催化加氢效果的影响
• 4.1.2 反应压力对催化剂催化加氢效果的影响
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂加氢精制活性的评价'>4.2 WReNi/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂加氢精制活性的评价
• 4.2.1 催化剂活性组分配比对催化剂催化加氢效果的影响
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂催化加氢效果的影响'>4.2.2 反应压力对WReNi/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂催化加氢效果的影响
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂加氢催化工艺'>第五章 WReNi/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂加氢催化工艺
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂正交试验的的考察'>5.1 WReNi/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂正交试验的的考察
• 5.1.1 试验仪器和药品
• 5.1.2 正交试验因素水平表
• 2-TiO₂-ZrO₂催化剂正交试验结果'>5.2 WReNi/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂正交试验结果
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献