超细硫化态Ni催化剂的微乳法制备及其重油加氢裂化应用研究

论文摘要

通过目视观察法和电导率法测定不同微乳体系的临界组成并绘制了拟三元相图,优化选择微乳的组成配比,确定了最佳W/O型微乳体系的配制方案。以选定的微乳体系中纳米尺寸反相胶束为微反应器进行反应,制备了超细分散的硫化态Ni催化剂。通过XRD、TEM、激光粒度和光学显微镜等手段对微乳法制备的催化剂进行了表征,并对其进行了渣油加氢裂化抑焦活性的评价,选出了最佳的催化剂制备条件。本文还初步探讨了CuNi复合型催化剂的微乳法制备和微乳催化剂在加氢裂化工艺中的工业应用方案,考察了其在制备、硫化、分离和分散等工艺过程中工业化的可行性和工业应用中表现出的优越性。通过实验优选出了EM1和EM2两种微乳体系,TEM和激光粒度研究表明,两者均能制备出超细分散的硫化态Ni催化剂,粒径分布均匀,一般在30～150nm。XRD结果显示,低温硫化时,催化剂主要以Ni3S2晶型存在;经过高温硫化后,催化剂颗粒晶型主要为Ni3S2和NiS,结晶度随温度升高而增大。与常规水溶性催化剂相比,微乳反应法制备的硫化态催化剂的硫化完全度和分散效果都较好,在渣油加氢裂化反应中具有较高的抑焦活性。本文还提出了微乳法制备超细硫化态重油加氢催化剂的工业应用方案。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 重质油浆态床加氢工艺的分散型催化剂
• 1.2.1 分散型催化剂（添加物）概述
• 1.2.2 分散型催化剂的硫化与在渣油中的存在状态
• 1.2.3 分散型催化剂的预硫化研究
• 1.3 微乳法制备超细催化剂颗粒
• 1.3.1 金属纳米颗粒的微乳法制备
• 1.3.2 微乳法制备金属纳米颗粒的影响因素
• 1.4 本文主要内容
• 第2章 超细硫化态Ni 催化剂的微乳法制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品与仪器
• 2.2.2 微乳体系的确定与配方研究
• 2.2.3 微乳体系的结构判定
• 2.2.4 微乳催化剂前体的硫化
• 2.3 反应体系和微乳体系的选择
• 2.3.1 确定反应体系
• 2.3.2 确定微乳体系
• 2.4 微乳组成配比的优化选择
• 2.4.1 乳化剂与油相配比的优化选择
• 2.4.2 表面活性剂与助表面活性剂配比的优化选择
• 2.4.3 金属盐溶液的选择配伍性
• 2.5 微乳体系的结构判定
• 2.5.1 微乳体系的形态
• 2.5.2 微乳体系的电性质及微观结构
• 2.6 微乳体系中Ni 催化剂前体的硫化
• 2.7 本章小结
• 第3章 硫化态Ni 微乳催化体系的表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品与仪器
• 3.2.2 催化剂的分离与表征
• 3.3 不同制备条件下Ni 催化剂的XRD 物相分析
• 3.3.1 不同微乳配方制备的Ni 催化剂的XRD 物相分析
• 3.3.2 不同硫化条件下制备的催化剂的XRD 物相分析
• 3.4 不同制备条件下Ni 催化剂的形态
• 3.4.1 不同微乳配方制备的催化剂形态
• 3.4.2 不同硫化条件下制备的催化剂形态
• 3.5 不同制备条件下Ni 催化剂的激光粒度表征
• 3.5.1 不同微乳配方制备的催化剂粒度分布
• 3.5.2 不同硫化条件下催化剂的粒度分布
• 3.6 不同制备条件下Ni 催化剂的分散性能表征
• 3.7 本章小结
• 第4章 不同制备条件下微乳催化剂的抑焦活性
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验药品和仪器
• 4.2.2 微乳催化剂的抑焦活性评价
• 4.2.3 常规水溶性催化剂分散效果和反应评价
• 4.3 不同制备方案微乳催化剂的抑焦活性
• 4.3.1 表面活性剂对微乳催化剂抑焦活性的影响
• 4.3.2 助表面活性剂相对含量对微乳催化剂抑焦活性的影响
• 4.3.3 不同金属盐催化体系的抑焦活性
• 4.3.4 加氢裂化反应后不同催化体系Ni 微乳催化剂的形貌
• 4.4 不同硫化过程微乳催化剂的抑焦活性
• 4.5 分散和反应过程中搅拌速率的影响
• 4.5.1 分散搅拌速率对催化体系抑焦活性的影响
• 4.5.2 反应釜搅拌速率对催化体系抑焦活性的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 微乳法制备的加氢催化剂的应用研究
• 5.1 引言
• 5.2 催化剂的分离与再分散
• 5.3 微乳催化剂的分步分散及分散效果表征
• 5.3.1 不同分离方案微乳催化剂的一次分散效果
• 5.3.2 不同微乳催化剂体系的一次分散效果
• 5.3.3 微乳催化剂的二次分散效果
• 5.4 微乳催化剂二次分散后的抑焦活性
• 5.4.1 二次分散催化剂的抑焦活性
• 5.4.2 二次分散微乳催化剂加氢裂化反应后的形态
• 5.5 复合型硫化态CuNi 催化剂微乳体系的制备与活性评价
• 5.5.1 复合型CuNi 催化剂的分散效果
• 5.5.2 复合型CuNi 催化剂的抑焦活性
• 5.6 微乳组分的回收与再利用
• 5.7 工业应用研究计划
• 第6章 结论
• 主要符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果