脂肪酸加氢镍催化剂的研制

论文题目: 脂肪酸加氢镍催化剂的研制

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工艺

作者: 宋慧平

导师: 孙之南

关键词: 硬脂酸,脂肪酸,加氢,催化剂,正交试验,活性

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 硬脂酸是一种非常重要的基础化工原料,在橡胶、塑料、造纸、纺织、食品和制药等工业部门都有极为广泛的应用。硬脂酸生产中最重要的步骤是脂肪酸加氢,而加氢催化剂是该过程中的核心要素。对于脂肪酸加氢催化剂,国内外已进行了大量的研究。目前国际上主要倾向于研究负载型镍催化剂,这类催化剂经济实用,具有很好的应用价值。国内研制的脂肪酸加氢催化剂的性能不够理想,至今仍无工业化产品。硬脂酸生产企业只能依赖进口催化剂,致使生产成本一直居高不下。因此,研制高活性的国产工业加氢催化剂具有重要的意义。本课题的研究目标是开发一种用于脂肪酸加氢的高效低廉的负载型镍催化剂,制备工艺简单,在加氢活性上达到或超过目前国际同类催化剂水平,质量稳定,氢化反应后易于从硬脂酸产品中分离,实现脂肪酸加氢催化剂的国产化。该研究选用Ni（NO3）2·6H2O,Na2CO3为原料,采用沉淀法,通过正交试验分析确定了负载型加氢镍催化剂的最佳制备条件;系统研究了制备过程中物料特性及制备工艺条件对催化剂性能的影响规律;采用目前催化剂的评价测试环节比较先进的仪器设备分析了加氢镍催化剂和载体的表观性质。本实验取得了比较满意的结果。在最佳条件下制备出的加氢镍催化剂JHcat-01,活性高,稳定性好,使用量低。特别是当催化剂用量为0.2%时,加氢后的碘值可降到0.21,碘值降低率可达99.03%,同比活性优于进口产品Pricat9932。另外JHcat-01产品粒度大,更易于从加氢后的硬脂酸产品中过滤分离,对产品不产生污染。选用的JHsup-01型Al2O3载体具有固定的物性参数,使催化剂的制备具有很好的重复性,易于实现工业化生产。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

主要符号表

前言

1 综述

1.1 脂肪酸的氢化

1.1.1 脂肪酸

1.1.2 脂肪酸加氢的重要性

1.2.3 催化剂的必要性

1.2 加氢催化剂

1.2.1 加氢催化剂的研究现状

1.2.2 加氢催化剂的性能参数

1.2.3 加氢催化剂的化学组成

1.2.4 加氢催化剂的物理性质

1.2.5 加氢催化剂的研究进展

1.2.6 加氢镍催化剂的种类及制备方法

1.3 氢化工艺

1.3.1 影响氢化反应速度的因素

1.3.2 氢化工艺流程

1.4 本课题的研究意义和主要研究内容

1.4.1 本课题的研究意义

1.4.2 本课题的主要研究内容

2 基本理论

2.1 催化反应的基本原理

2.2 金属的催化作用

2.2.1 金属的吸附强度(能量因素)与催化活性的关系

2.2.2 金属d轨道的充满程度(电子因素)与催化活性的关系

2.2.3 金属的几何因素与催化活性的关系

2.3 催化加氢反应理论

2.3.1 脂肪酸加氢的多相催化反应过程

2.3.2 催化加氢机理

3 实验部分

3.1 催化剂的制备方法

3.1.1 JHsup-01型大孔容Al_2O_3载体的制备

3.1.2 催化剂前驱体的制备

3.1.3 催化剂的还原

3.2 催化剂的评价

3.2.1 氢化反应

3.2.2 主要评价指标——碘值的测定方法

3.2.3 次要评价指标——酸值、水分和凝固点的的测定方法

3.3 催化剂的表征方法

3.3.1 比表面测定(BET)

3.3.2 x射线衍射(XRD)

3.3.3 扫描电子显微镜(SEM)

3.4 研究方案的设计

3.4.1 制备催化剂的最佳条件的确定

3.4.2 催化剂的表征

3.4.3 与进口催化剂的比较

4 实验结果及讨论

4.1 确定最优条件的实验结果及分析

4.1.1 重要影响因素的确定——第一批正交试验结果及分析

4.1.2 优化条件的确定——第二批正交试验结果及分析

4.1.3 总结制备催化剂的最优条件

4.2 不同Al_2O_3的表征

4.2.1 不同Al_2O_3及其催化剂的BET测试

4.2.2 不同Al_2O_3的SEM图

4.2.3 不同Al_2O_3的XRD图

4.3 JHcat-01的次要指标的测定结果

4.4 与进口催化剂的Pricat9932的活性比较

4.4.1 对不同碘值原料加氢效果的比较

4.4.2 催化剂用量的比较

4.4.3 沉降分离性能的比较

4.5 小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间发表的论文

发布时间: 2007-01-10

脂肪酸加氢镍催化剂的研制

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