负载型杂多酸催化剂上正庚烷的异构化研究

论文摘要

烷烃异构化是石油炼制工业中的一项重要工艺,对提高汽油辛烷值,改善油品质量,降低环境污染起到非常重要的作用。近年来,随着石油工业对中间馏分油要求的持续增长和对环保要求的日益苛刻,加氢转化技术面临着巨大挑战。因此,研究开发具有开阔孔道的新型催化剂具有重要的现实意义。以MCM-41为代表的中孔分子筛具有比表面高、酸性适中和孔道在210nm之间可调等优点,而在催化材料、载体材料和吸附剂等领域引起研究者的广泛关注。杂多酸作为固体酸催化剂,其强度远远高于通常的无机酸,杂多酸具有独特的六方笼状结构,体相内的杂多酸阴离子间有一定的空隙,有些较小的极性分子可以进入杂多酸的体相内,从而在其体相内形成“假液相”,因此固体杂多酸具有均相催化反应的特点。杂多酸的这种表面型和体相（假液相）催化作用的存在,使其催化作用不仅发生在催化剂的表面,而且发生在整个催化剂的内部。因此这种催化剂通常会表现出更高的催化活性和选择性。杂多酸虽然具有优异的催化性能,但是由于颗粒直径太小（约10nm）,制备困难,在固定床反应器中床层阻力太大而难以操作。因此在实际应用中,常常要将杂多酸负载在合适的载体上,以提高其比表面积。本文采用水热合成法制备了中孔分子筛MCM-41,用浸渍法负载了活性组分Ni和SiW12,并研究了在常压固定床反应器上Ni-SiW12/MCM-41中孔分子筛催化剂在不同制备条件、还原条件、反应条件下对正庚烷异构化的活性和选择性的影响。并对Ni-SiW12/MCM-41中孔分子筛进行了XRD和BET和红外吡啶吸附表征。结果表明,在焙烧温度为400℃,还原温度为400℃,还原时间为5小时,还原氢气流速在40mL/min,镍负载量为4%,SiW12负载量为30%时,反应温度为300℃,Ni-SiW12/MCM-41中孔分子筛催化剂对正庚烷的异构化有较好的活性和异构化选择性,活性和选择性可以达到18.5%和74%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 烷烃异构化反应历程及机理
• 1.2 烷烃异构化催化剂研究进展
• 1.2.1 传统烷烃异构化催化剂简介
• 1.2.2 烷烃异构化催化剂的研究进展
• 1.2.3 钼基及钨基催化剂
• 1.2.4 杂多酸类催化剂的应用研究
• 1.3 本文指导思想和研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品和仪器
• 2.2 催化剂的制备
• 2.3 正庚烷异构化反应性能评价
• 2.4 催化剂表征
• 2.5 活性和选择性的计算
• 2.6 实验装置图
• 第三章 催化剂在庚烷异构化反应中的性能研究
• 3.1 催化剂制备条件对庚烷异构化反应的影响
• 3.1.1 金属镍负载量的影响
• 3.1.2 杂多酸负载量的影响
• 3.1.3 催化剂焙烧的影响
• 3.2 催化剂还原条件对庚烷异构化的影响
• 3.2.1 还原温度的影响
• 2 流速的影响'>3.2.2 还原H₂流速的影响
• 3.3 催化剂反应条件对庚烷异构化的影响
• 3.3.1 反应温度的影响
• 3.3.2 反应经时变化的影响
• 3.4 催化剂表征
• 3.4.1 催化剂XRD 物相分析
• 3.4.2 中孔分子筛MCM-41 的比表面和孔经测定
• 12 含量样品比表面测定'>3.4.3 不同SiW₁₂含量样品比表面测定
• 3.4.4 催化剂样品的酸性表征
• 3.5 产物分布
• 结论
• 参考文献
• 文章发表目录
• 致谢
• 详细摘要