钨基催化剂上辛烷异构化的研究

论文摘要

随着国民经济的迅速发展,石油产品的需求不断增加。汽油的消耗每年以2%的速度增长。由此造成的大气污染越来越严重。作为提高汽油辛烷值的重要手段,烷烃异构化越来越受到广泛的关注。因此研究开发高活性高稳定性的烷烃异构化催化剂对提高汽油质量、减少环境污染,改善人类生存环境都有重大的现实意义。本文研究了还原氧化钨基催化剂上正辛烷的异构化反应情况。详细讨论了催化剂的制备条件和反应条件的改变对正辛烷的转化率和异构化选择性的影响。其主要内容如下:（1）实验结果表明,当还原温度为525℃、还原时间为6h、重时空速为1.759h-1、反应温度为300℃WOx催化剂对正辛烷异构化反应表现出最大的催化活性,转化率达到60.21%。通过XRD表征结果推测在正辛烷的异构化反应中,WOx催化剂的催化活性相为WO2,反应的机理可能是传统的双功能机理。BET测定结果发现,还原后的催化剂比表面积明显增加,且具有中孔结构。（2）Ni的掺入不仅明显降低了还原温度,且能明显提高WO3催化剂的催化活性。当焙烧温度为800℃、还原温度为500℃、反应温度为275℃时、2%Ni-WOx催化剂对正辛烷异构化反应表现出最大的催化活性,转化率达到62.15%。通过XRD表征推测2%Ni-WOx催化剂的主要的活性相为WO2,正辛烷在催化剂上是按照传统的双功能机理进行反应的。我们同时考察了Al、Zn、Cr、Cu、Co、Mo、Cd的掺入对WOx催化剂催化正辛烷的活性的影响,其中结果表明金属Al、Zn、Cr、Cu、Co、Mo、Cd的掺入使催化剂的的活性降低。（3）初步考察了担载型WOx/SiO2催化剂对正辛烷异构化反应的催化性能。由于钨物种和载体之间的相互作用,担载型WOx/SiO2催化剂表现出了较差的催化活性,WOx/SiO2催化剂上正辛烷的转化率仅为3%左右。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 烷烃异构化研究进展
• 1.1.1 轻质烷烃异构化研究进展
• 1.1.2 长链烷烃异构化催化剂研究进展
• 1.2 钼基及钨基催化剂
• 1.2.1 钼基催化剂
• 1.2.2 钨基催化剂
• 1.3 正构烷烃异构化反应的热力学和动力学分析
• 1.4 正构烷烃异构化反应机理研究进展
• 1.4.1 双功能催化剂上的临氢反应机理
• 1.4.2 金属环丁烷中间物种键迁移机理
• 1.4.3 双烷基质子化环丙烷机理
• 1.4.4 其它反应机理
• 1.5 本文的研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品和仪器
• 2.2 催化剂的制备
• x 催化剂的制备'>2.2.1 WO_x催化剂的制备
• x 催化剂的制备'>2.2.2 金属掺杂的WO_x催化剂的制备
• x 催化剂的制备'>2.2.3 担载型WO_x催化剂的制备
• 2.3 正辛烷异构化反应性能评价
• 2.4 催化剂表征
• 2.4.1 XRD 表征
• 2.4.2 BET 表面积和孔径分布测定表征
• 2.5 实验装置图
• 2.6 活性和选择性的计算
• x催化剂上正辛烷的异构化'>第三章 WO_x催化剂上正辛烷的异构化
• x催化剂性能的影响'>3.1 还原条件的改变对WO_x催化剂性能的影响
• x 催化剂性能的影响'>3.1.1 还原温度对WO_x催化剂性能的影响
• x 催化剂催化性能的影响'>3.1.2 还原氢气流速大小对WO_x催化剂催化性能的影响
• x 催化剂催化性质的影响'>3.1.3 氢气还原时间对WO_x催化剂催化性质的影响
• x催化剂催化性能的影响'>3.2 反应条件对WO_x催化剂催化性能的影响
• x 催化剂催化性能的影响'>3.2.1 反应温度对WO_x催化剂催化性能的影响
• x 催化剂催化性能的影响'>3.2.2 不同的重时空速对WO_x催化剂催化性能的影响
• x 催化剂上反应性能的经时变化'>3.2.3 正辛烷在WO_x催化剂上反应性能的经时变化
• 3.3 催化剂的表征
• 3.3.1 XRD 表征
• 3.3.2 BET 表面积和孔径分布表征
• x催化剂上正辛烷的反应机理探讨'>3.4 WO_x催化剂上正辛烷的反应机理探讨
• 3.5 本章小节
• x催化剂上正辛烷的异构化'>第四章 掺杂金属（M）组分-WO_x催化剂上正辛烷的异构化
• x催化剂上正辛烷的异构化'>4.1 NI-WO_x催化剂上正辛烷的异构化
• 4.1.1 焙烧温度对催化性能的影响
• x 催化剂性能的影响'>4.1.2 Ni 含量对Ni-WO_x催化剂性能的影响
• x 催化剂性能的影响'>4.1.3 还原温度对Ni-WO_x催化剂性能的影响
• x 催化剂性能的影响'>4.1.4.反应温度对 Ni-WO_x催化剂性能的影响
• x 催化性能的影响'>4.1.5 氢气流速对Ni-WO_x催化性能的影响
• x（6h ）催化剂性能的影响'>4.1.6 重时空速对2%Ni-WO_x（6h ）催化剂性能的影响
• x（6h）催化活性的经时变化'>4.1.7 2% Ni-WO_x（6h）催化活性的经时变化
• x（6H）催化剂活性的影响'>4.2 其它金属的掺入对WO_x（6H）催化剂活性的影响
• x催化剂上正辛烷的反应机理'>4.3. NI-WO_x催化剂上正辛烷的反应机理
• 4.4 小结
• x/SiO₂型催化剂上正辛烷异构化研究'>第五章 WO_x/SiO₂型催化剂上正辛烷异构化研究
• x/SiO₂ 型催化剂上正辛烷异构化'>5.1 WO_x/SiO₂型催化剂上正辛烷异构化
• x/SiO₂ 催化剂催化活性的影响'>5.1.1 焙烧温度对WO_x/SiO₂催化剂催化活性的影响
• x/SiO₂ 催化剂催化活性的影响'>5.1.2 还原温度对WO_x/SiO₂催化剂催化活性的影响
• x/SiO₂ 催化剂催化活性的影响'>5.1.3 反应温度对WO_x/SiO₂催化剂催化活性的影响
• 3担载量对WO_x/SiO₂ 催化剂催化活性的影响'>5.1.4. WO₃担载量对WO_x/SiO₂催化剂催化活性的影响
• 5.2 催化剂的表征
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要