规整填料型加氢催化剂制备及性能评价

论文摘要

铝金属经阳极氧化后形成氧化物,再经水封、焙烧可形成多孔性载体,然后在其上负载催化活性组分可得金属支撑-多孔层规整填料型催化剂。与传统催化剂相比,金属支撑与催化层一体化催化剂具有良好的导热性能、易加工成各种形状、良好的抗震动性能、高机械强度等优点。若用于催化精馏反应,此类催化剂可起催化剂和精馏填料双重功能,能将反应与产物分离有机结合起来。与装填常规固体催化剂相比,在催化精馏塔内装填规整填料型催化剂可有效解决装填难题,且规整填料型催化剂较高的床层空隙率,更适宜于精馏操作,汽液分布好,不腐蚀设备,塔内不需要特殊构件,催化剂利用率高。本文采用电化学二次氧化方法获得多孔氧化铝膜（规整填料型载体）,并在其上负载Mo、Co活性组分制备出了规整填料型加氢脱硫催化剂,并以FCC汽油加氢为探针反应考察了催化剂的加氢脱硫活性。详细研究内容和结果如下:实验考察了阳极氧化过程条件对多孔氧化铝膜载体物理性质的影响。结果表明多孔氧化铝膜载体的适宜制备条件为:电流0.3 A、电解液草酸浓度4 wt%、,氧化时间1 h、水封温度80℃、水封时间3 h。在上述条件下,多孔氧化铝膜载体的比表面积可达10.64 m2·g-1、平均孔径达5 nm。分别以FCC汽油轻、重馏分为原料,在固定床反应器上评价了此类催化剂的催化性能。评价结果表明:Co/Mo=1/2催化剂的活性最高;在反应压力1.5 MPa、反应温度350℃、氢油比体积比400:1,空速0.61 h-1条件下,FCC汽油轻馏分的脱硫率可达96.1 %;在反应压力1.5 Mpa、反应温度350℃、氢油比400:1、空速为0.24 h-1条件下,FCC汽油重馏分的脱硫率可达96.5 %。这表明此类规整型加氢脱硫催化剂具有相对较高的活性和选择性,有可能取代常规的固体加氢脱硫催化剂而用于汽油加氢脱硫的催化精馏过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 FCC汽油脱硫的重要意义
• §1-2 FCC汽油脱硫技术的研究进展
• 1-2-1 催化裂化脱硫
• 1-2-2 催化加氢脱硫
• 1-2-3 生物脱硫
• 1-2-4 溶剂萃取脱硫
• 1-2-5 光、等离子体脱硫
• 1-2-6 吸附脱硫
• 1-2-7 氧化脱硫
• §1-3 催化精馏的研究现状
• 1-3-1 催化精馏概述
• 1-3-2 催化精馏应用及工艺研究
• 1-3-3 催化精馏加氢脱硫
• 1-3-4 催化精馏用催化剂的研究
• 1-3-4-1 催化剂装在塔板上
• 1-3-4-2 催化剂以填料方式装入塔内
• §1-4 多孔阳极氧化铝膜研究的意义及应用
• 1-4-1 多孔阳极氧化铝概述
• 1-4-2 多孔阳级氧化铝的综合应用
• 1-4-3 多孔铝阳极氧化铝膜在催化中的应用
• §1-5 本文的目的和主要研究内容
• 第二章 实验方法
• §2-1 引言
• §2-2 实验试剂与设备
• §2-3 实验装置及分析仪器
• 2-3-1 汽油切割装置
• 2-3-2 多孔氧化铝膜制备装置
• 2-3-3 催化剂评价装置
• §2-4 实验方法
• 2-4-1 载体制备
• 2-4-2 催化剂的制备
• 2-4-3 FCC汽油的切割
• 2-4-4 预硫化
• 2-4-5 加氢脱硫反应
• 2-4-6 产物分析
• 2-4-7 表征方法
• 2-4-7-1 扫描电子显微镜（SEM）实验
• 2-4-7-2 BET比表面积及孔结构测定实验
• 2-4-7-3 NH3的程序升温脱附（NH3-TPD）实验
• 第三章 多孔氧化铝膜载体的制备
• §3-1 引言
• §3-2 多孔氧化铝膜形成过程的分析
• §3-3 电解液浓度对比表面积的影响
• §3-4 氧化时间对氧化膜比表面积的影响
• §3-5 水封处理对氧化膜比表面积及孔径的影响
• 3-5-1 水封处理前后多孔膜孔分布的对比
• 3-5-2 水封时间对氧化膜比表面积及孔径的影响
• 3-5-3 水封温度对氧化膜比表面积及孔径的影响
• §3-6 有机添加剂对载体孔形貌的影响
• §3-7 小结
• 2O₃-AL催化剂的性能评价'>第四章 规整填料型CO-MO/AL₂O₃-AL催化剂的性能评价
• §4-1 引言
• §4-2 FCC汽油的硫分布及辛烷值构成
• 4-2-1 汽油的硫分布
• 4-2-2 汽油的辛烷值构成
• §4-3 θ环型催化剂的FCC汽油轻馏分加氢脱硫性能评价与讨论
• 4-3-1 负载型θ环型催化剂的制备及评价条件
• 4-3-1-1 θ环型载体的制备
• 4-3-1-2 活性组分负载
• 4-3-1-3 催化剂评价条件
• 4-3-2 空速对汽油轻馏分脱硫率的影响
• 4-3-3 氢油比对汽油轻馏分脱硫率的影响
• 4-3-4 反应温度对汽油轻馏分脱硫率的影响
• 4-3-5 新的反应条件下汽油轻馏分的脱硫率
• 4-3-6 新的反应条件下脱硫率对汽油轻馏分烯烃饱和度及选择性的影响
• §4-4 θ环型催化剂的FCC汽油重馏分加氢脱硫性能评价与讨论
• 4-4-1 FCC汽油轻、重馏分脱硫率的对比
• 4-4-2 氢油比对汽油重馏分脱硫率的影响
• 4-4-3 反应温度对汽油重馏分脱硫率的影响
• 4-4-4 脱硫率对烯烃饱和度的影响
• 4-4-5 脱硫率对选择性的影响
• §4-5 片状催化剂的FCC汽油重馏分加氢脱硫性能评价与讨论
• 4-5-1 空速对汽油重馏分脱硫率的影响
• 4-5-2 氢油比对汽油重馏分脱硫率的影响
• 4-5-3 脱硫率对汽油重馏分烯烃饱和度及选择性的影响
• 4-5-4 活性组分Co/Mo比对汽油重馏分脱硫率的影响
• 4-5-5 Co/Mo比对汽油重馏分烯烃饱和度的影响
• 4-5-6 Co/Mo比对选择性因子的影响
• §4-5 表征结果与讨论
• 4-5-1 BET表征结果与讨论
• 4-5-2 TPD实验结果与讨论
• §4-6 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果