煤焦油加氢脱硫催化剂的制备及其催化性能研究

发布时间：2017-11-11 06:15

  本文关键词：煤焦油加氢脱硫催化剂的制备及其催化性能研究

  更多相关文章： 煤焦油 超临界流体 加氢脱硫 四硫代钼酸铵 Ni-Mo-S催化剂 二苯并噻吩

【摘要】：我国现代煤化工产业正处于快速发展阶段,煤焦油作为煤炭转化过程中不可避免的副产物,产量不可小觑,并且逐年增高；因而煤焦油深加工技术具有非常广阔的应用前景。与原油、页岩油等其他不可再生能源一样,煤焦油可经加氢处理后,生产液化天然气、汽油、柴油等化石燃料,作为燃料油品的重要补充。超临界流体兼具气液特性,具有粘度小、溶解度及密度可调、扩散系数大、传质特性优良等优势,在超临界流体中有利于煤焦油加氢反应速率的提高,并且有利于提高催化剂的提高催化活性以及延长催化剂寿命。因此,将超临界流体技术应用于煤焦油加工中符合发展绿色化工和清洁生产的要求。煤焦油组分中含氮量高,硫含量相对较低,但是煤焦油中几乎包含了所有的含硫有机化合物；因而,有必要研究专门用于煤焦油加氢脱硫的催化剂。本论文采用分步法(浸渍或沉淀法)制备负载型Ni-Mo-S加氢脱硫催化剂,在解决传统加氢精制催化剂硫化不完全的同时,还能够显著提高活性组分的负载量,并且提高了(NH4)2MoS4中硫原子原子的利用率。以煤焦油中典型含硫化合物——二苯并噻吩(DBT)作模型化合物,在微型超临界反应系统中完成了负载型Ni-Mo-S加氢脱硫催化剂的性能评价,主要得到以下几点结论：(1)根据XRD及XPS分析,在催化剂活化过程中,MoS_3 在氢气气氛中还原为MoS2时生成的H_2S作为一种硫化剂,能够将NiO硫化为为NiSx或NiMoS,在实现Ni-Mo-S催化剂活化的同时提高了硫原子的利用率；提供了一种制备负载型Ni-Mo-S催化剂的新的方法,这是本文的创新之处。(2)最佳的载体及镍源的优化：分别以γ-Al_2O_3 、NaY、MCM-41为载体,次磷酸镍、硝酸镍为镍源制备Ni-Mo-S负载型催化剂。由于载体的热稳定性及表面酸性的差异,导致了催化剂活性差异显著,而镍源对催化剂活性影响也较为明显,结果表明以四硫代钼酸铵,硝酸镍为前驱体,γ-A1203为载体制备的催化剂活性最佳。(3)考察助剂镍的4种不同引入方式,即：沉淀(CO32--)—沉淀(H~+)法、浸渍—沉淀(H~+)法、沉淀(H~+)—沉淀(CO_3~(2-))法、沉淀(H~+)—浸渍法对催化剂活性的影响,结果表明以沉淀(CO32-)—沉淀(H~+)法制备的Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3 催化剂活性最佳。(4)考察Ni, Mo负载量对Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3 催化剂活性的影响,并采用N2-物理吸脱附、XRD、XPS、SEM、TEM-EDX等技术对催化剂进行表征。结果表明：负载量过高会导致Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3 催化剂孔道堵塞,团聚加重,最终影响催化剂活性。在低浓度时,Ni-Mo(15)-S/γ-Al_2O_3 催化剂的活性基本一致(DBT=0.5%wt.,x99.5%、DBT=1.0%wt.,x90.0%),但是当DBT浓度大于2.0%wt.时,Ni(2.0)-Mo(15)-S/γ-Al_2O_3 表现出了最佳的催化活性,DBT浓度为3.0%wt.时,DBT转化率为76.62%,平均反应速率常数为19.35×10-7mol/(g.s),催化活性远高于其他催化剂。最后,根据不同催化剂在不同条件下的评价结果分析了二苯并噻吩在超临界流体中的反应路径。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ536

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒯传伟;;关于煤焦油加氢装置几种常见布置方式的分析[J];中国石油和化工标准与质量;2012年07期

2 ;中低温煤焦油加氢技术通过鉴定[J];化工中间体;2012年08期

3 钱伯章;;煤焦油加氢技术与项目风险分析[J];化学工业;2013年04期

4 秦孟喜;;中低温煤焦油加氢的工艺及改进策略[J];化工管理;2013年22期

5 王锦程;;中低温煤焦油加氢技术的生产现状与产业发展研究[J];化工管理;2014年02期

6 李冬;李稳宏;高新;崔楼伟;杨小彦;赵鹏;;响应面法优化煤焦油加氢脱氮工艺[J];化工进展;2010年04期

7 李世宏;崔建中;;煤焦油加氢技术研究概况及进展[J];辽宁化工;2010年06期

8 李冬;李稳宏;高新;崔楼伟;杨小彦;赵鹏;;煤焦油加氢脱硫工艺研究[J];西北大学学报(自然科学版);2010年03期

9 李冬;李稳宏;杨小彦;高新;崔楼伟;赵鹏;;煤焦油加氢脱硫动力学研究[J];化学工程;2010年06期

10 张晓静;;中低温煤焦油加氢技术[J];煤炭学报;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 贾宪洪;陈中亮;袁贤华;;中低温煤焦油加氢技术探讨[A];战略性新兴产业与科技支撑——2012年山东省科协学术年会论文集[C];2012年

2 王勇;张晓静;李文博;史士东;;我国中低温煤焦油加氢利用进展[A];第七次煤炭科学技术大会文集（下册）[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 王龙;合作建设年产30万吨煤焦油加氢项目[N];安阳日报;2012年

2 本报记者 陈继军;煤焦油加氢企业切勿盲目跟风[N];中国化工报;2012年

3 记者 魏庆军;安钢牵手民营企业共建煤焦油加氢项目[N];中国冶金报;2012年

4 记者 陈继军;西部煤焦油加氢项目建设你追我赶[N];中国化工报;2012年

5 本报记者 陈继军　通讯员 韩伟林 黄斌;煤焦油加氢：深加工产品天地广阔[N];中国化工报;2012年

6 记者 杨继春;阜康煤焦油加氢制备清洁燃料油工程开工[N];新疆日报(汉);2010年

7 记者 张建民;我开辟煤焦油加氢制燃油新途径[N];中国化工报;2011年

8 记者 王乐意;煤焦油加氢制清洁燃料油获突破[N];中国化工报;2011年

9 本报记者 陈继军;煤焦油加氢企业过得很滋润[N];中国化工报;2012年

10 记者 施浩;大股东4亿“全包”定增股 四环生物发力清洁能源[N];上海证券报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张海永;低温煤焦油加氢处理用NiW/γ-Al_2O_3催化剂的研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

2 唐巍;煤低温热解焦油加氢实验研究及工艺流程模拟[D];浙江大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 任勇;加氢柴油综合性能研究[D];长安大学;2015年

2 曹彦伟;煤焦油加氢脱硫催化剂的制备及其催化性能研究[D];兰州理工大学;2016年

3 王红岩;中低温煤焦油加氢催化剂及工艺研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

4 张海军;煤焦油加氢反应性的研究[D];太原理工大学;2007年

5 代飞;煤焦油加氢集总动力学模型的研究[D];青岛科技大学;2012年

6 陈晓辉;煤焦油加氢装置自动控制系统的研究及设计[D];山东大学;2014年

，

本文编号：1170157