NiP/SAPO-11催化脂肪酸甲酯加氢脱氧及产物的异构化
发布时间：2020-12-30 13:48
采用过量浸渍法制备了不同镍负载量的Ni P/SAPO-11催化剂,并用N2吸附-脱附、吡啶红外光谱、NH3-TPD、H2-TPR等技术对催化剂的物理化学性能进行了测试。脂肪酸甲酯催化加氢脱氧及产物异构化反应在固定床反应器上进行,液体产品分别用GC-MS和GC进行定性和定量分析。结果表明,在温度为340℃,压力为2.0 MPa,氢气流量为60 m L/min,重时空速为2.5 h-1的操作条件下,当Ni负载量为3%（质量分数）时,原料转化率可以达到97.8%,C15-18的收率84.5%,异构化率14.0%。
【文章来源】：燃料化学学报. 2016年10期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同Ni负载量的催化剂的N2吸附等温线
砻婊?Table1Porevolume，averageporediameter，andspecificsurfaceareasofcatalystswithvariousnickelcontentsCatalystPorevolumev/(cm3·g－1)Averageporediameterd/nmSpecificsurfaceareaA/(m2·g－1)SAPO-110．2506．51176．531%NiP(1/1)/SAPO-110．2347．72155．743%NiP(1/1)/SAPO-110．1846．51120．095%NiP(1/1)/SAPO-110．1693．82117．978%NiP(1/1)/SAPO-110．1163．8390．4910%NiP(1/1)/SAPO-110．0863．8280．7713%NiP(1/1)/SAPO-110．0893．8356．842．2催化剂前体还原性能图2为不同Ni负载量的H2-TPＲ谱图。图2不同Ni负载量的H2-TPＲ谱图Figure2H2-TPＲprofilesofcatalystswithvariousnickelcontentsa:13%;b:10%;c:8%;d:5%;e:3%;f:1%由图2可知，温度在0－500℃变化时，催化剂几乎没有还原峰，说明在此该温度区间中，催化剂还没有开始被还原;在500－900℃出现还原峰，并随着负载量的增大，还原峰逐渐变强，并在650－800℃分别出现极大值。文献［15，16］研究发现，催化剂经过煅烧后以NiO和Ni2P2O7的形式存在，Ni－O键较弱，500℃左右温度下就能还原，然而，Ni2P2O7的还原需要先还原为Ni12P5，其中，P－O键的结合能力较强，较难被还原，再随着温度的升高，Ni12P5进一步还原为Ni2P。同时随着镍含量的增加，还原峰的位置偏移到较高的温度，这是由于磷酸镍中的镍含量升高时，镍发生聚合引起的。2．3催化剂的表面酸性图3为不同温度下3%NiP(1/1)/SAPO-11吸附吡啶红外光谱谱图。由图3可知，SAPO-11在1400－1600cm－1存在三个吡啶吸附形成的振动峰;其中，1545和1450cm－1处的吸收峰分别是由吡啶分子吸附在B酸位和L酸
酸而言，150和300℃下，峰面积相差不大，而450℃时有小部分的脱附吡啶峰，这是因为载体的B酸大部分是中强酸，只有小部分的是弱酸和强酸。Chen等［6，13］研究发现，载体上起异构化作用的是B酸中的中强酸位。图4为不同Ni负载量的催化剂的NH3-TPD谱图，其中，210－320℃NH3的脱附峰对应于NH3在SAPO-11分子筛骨架上中强酸中心的脱附，表明中强酸位的存在。并且，随着Ni负载量的增大，催化剂的NH3吸附峰的峰温有明显向高温区移动的趋势。图33%NiP(1/1)/SAPO-11的吸附吡啶红外光谱谱图Figure3DＲIFTSspectraofpyridineadsorbedon3%NiP(1/1)/SAPO-11图4不同Ni负载量的催化剂的NH3-TPD谱图Figure4NH3-TPDprofilesofcatalystswithdifferentnickelcontentsa:13%;b:10%;c:8%;d:5%;e:3%;f:1%2．4Ni负载量对C15－18收率和原料转化率的影响图5给出了C15－18收率和原料的转化率随Ni负载量的变化。就C15－18收率而言，当Ni负载量为0时，收率为45．0%，说明载体SAPO-11对这个反应体系是有一定的加氢脱氧作用;随着Ni负载量的增大，C15－18收率呈现出先升高后降低的趋势，并在Ni负载量为3%时，出现极值，这是由于随着Ni负载量的增大，金属出现团聚现象，从而使得收率下降。而对原料的转化率而言，仍然呈现出先升高后降低的趋势，在负载量为3%和5%时，转化率高达97．8%，这是因为负载量太低不能提供足够的活性位，而太高又堵塞孔道引起的。同时，结合图2的结果，当Ni负载量超过3%时，催化剂在反应时Ni并不是全部以活性相的形式存在，这也可能对原料的转化率和C15－18收率造成影响。图5Ni负载量对原料的转化率和C15－18收率的影响Figure5ConversionratesofFAMEandyieldsofC15－18o
【参考文献】：
期刊论文
[1]负载型磷化镍催化剂的制备及其应用的研究进展[J]. 井晓慧,卜婷婷,朱丽君,周玉路,项玉芝,夏道宏. 石油化工. 2015(11)
[2]Ni/SAPO-11催化剂上棕榈油加氢脱氧制异构烃燃料（英）[J]. 刘琪英,左华亮,张琦,王铁军,马隆龙. 催化学报. 2014(05)
[3]三代生物柴油的制备与研究进展[J]. 王健,李会鹏,赵华,蔡天凤,付辉,张晶华. 化学工程师. 2013(01)
[4]世界能源现状和未来[J]. 樊东黎. 金属热处理. 2011(10)
[5]我国新能源发展障碍与应对:全球现状评述[J]. 闫强,陈毓川,王安建,王高尚,于汶加,陈其慎. 地球学报. 2010(05)
[6]Zn对Pt/SAPO-11催化剂物化及异构性能影响[J]. 刘维桥,雷卫宁,刘平,尚通明,任杰,孙予罕. 化学学报. 2010(18)
[7]高纯度中孔分子筛MCM-41的合成与表征[J]. 许宜铭. 高等学校化学学报. 1999(05)
[8]SAPO-11分子筛的酸性及催化性能[J]. 严爱珍,刘杨,于振臣,须沁华. 高等学校化学学报. 1990(12)
硕士论文
[1]负载型NiP催化剂的研制、表征及其加氢脱硫性能研究[D]. 张永江.东北石油大学 2012
本文编号：2947747
【文章来源】：燃料化学学报. 2016年10期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同Ni负载量的催化剂的N2吸附等温线
砻婊?Table1Porevolume，averageporediameter，andspecificsurfaceareasofcatalystswithvariousnickelcontentsCatalystPorevolumev/(cm3·g－1)Averageporediameterd/nmSpecificsurfaceareaA/(m2·g－1)SAPO-110．2506．51176．531%NiP(1/1)/SAPO-110．2347．72155．743%NiP(1/1)/SAPO-110．1846．51120．095%NiP(1/1)/SAPO-110．1693．82117．978%NiP(1/1)/SAPO-110．1163．8390．4910%NiP(1/1)/SAPO-110．0863．8280．7713%NiP(1/1)/SAPO-110．0893．8356．842．2催化剂前体还原性能图2为不同Ni负载量的H2-TPＲ谱图。图2不同Ni负载量的H2-TPＲ谱图Figure2H2-TPＲprofilesofcatalystswithvariousnickelcontentsa:13%;b:10%;c:8%;d:5%;e:3%;f:1%由图2可知，温度在0－500℃变化时，催化剂几乎没有还原峰，说明在此该温度区间中，催化剂还没有开始被还原;在500－900℃出现还原峰，并随着负载量的增大，还原峰逐渐变强，并在650－800℃分别出现极大值。文献［15，16］研究发现，催化剂经过煅烧后以NiO和Ni2P2O7的形式存在，Ni－O键较弱，500℃左右温度下就能还原，然而，Ni2P2O7的还原需要先还原为Ni12P5，其中，P－O键的结合能力较强，较难被还原，再随着温度的升高，Ni12P5进一步还原为Ni2P。同时随着镍含量的增加，还原峰的位置偏移到较高的温度，这是由于磷酸镍中的镍含量升高时，镍发生聚合引起的。2．3催化剂的表面酸性图3为不同温度下3%NiP(1/1)/SAPO-11吸附吡啶红外光谱谱图。由图3可知，SAPO-11在1400－1600cm－1存在三个吡啶吸附形成的振动峰;其中，1545和1450cm－1处的吸收峰分别是由吡啶分子吸附在B酸位和L酸
酸而言，150和300℃下，峰面积相差不大，而450℃时有小部分的脱附吡啶峰，这是因为载体的B酸大部分是中强酸，只有小部分的是弱酸和强酸。Chen等［6，13］研究发现，载体上起异构化作用的是B酸中的中强酸位。图4为不同Ni负载量的催化剂的NH3-TPD谱图，其中，210－320℃NH3的脱附峰对应于NH3在SAPO-11分子筛骨架上中强酸中心的脱附，表明中强酸位的存在。并且，随着Ni负载量的增大，催化剂的NH3吸附峰的峰温有明显向高温区移动的趋势。图33%NiP(1/1)/SAPO-11的吸附吡啶红外光谱谱图Figure3DＲIFTSspectraofpyridineadsorbedon3%NiP(1/1)/SAPO-11图4不同Ni负载量的催化剂的NH3-TPD谱图Figure4NH3-TPDprofilesofcatalystswithdifferentnickelcontentsa:13%;b:10%;c:8%;d:5%;e:3%;f:1%2．4Ni负载量对C15－18收率和原料转化率的影响图5给出了C15－18收率和原料的转化率随Ni负载量的变化。就C15－18收率而言，当Ni负载量为0时，收率为45．0%，说明载体SAPO-11对这个反应体系是有一定的加氢脱氧作用;随着Ni负载量的增大，C15－18收率呈现出先升高后降低的趋势，并在Ni负载量为3%时，出现极值，这是由于随着Ni负载量的增大，金属出现团聚现象，从而使得收率下降。而对原料的转化率而言，仍然呈现出先升高后降低的趋势，在负载量为3%和5%时，转化率高达97．8%，这是因为负载量太低不能提供足够的活性位，而太高又堵塞孔道引起的。同时，结合图2的结果，当Ni负载量超过3%时，催化剂在反应时Ni并不是全部以活性相的形式存在，这也可能对原料的转化率和C15－18收率造成影响。图5Ni负载量对原料的转化率和C15－18收率的影响Figure5ConversionratesofFAMEandyieldsofC15－18o
【参考文献】：
期刊论文
[1]负载型磷化镍催化剂的制备及其应用的研究进展[J]. 井晓慧,卜婷婷,朱丽君,周玉路,项玉芝,夏道宏. 石油化工. 2015(11)
[2]Ni/SAPO-11催化剂上棕榈油加氢脱氧制异构烃燃料（英）[J]. 刘琪英,左华亮,张琦,王铁军,马隆龙. 催化学报. 2014(05)
[3]三代生物柴油的制备与研究进展[J]. 王健,李会鹏,赵华,蔡天凤,付辉,张晶华. 化学工程师. 2013(01)
[4]世界能源现状和未来[J]. 樊东黎. 金属热处理. 2011(10)
[5]我国新能源发展障碍与应对:全球现状评述[J]. 闫强,陈毓川,王安建,王高尚,于汶加,陈其慎. 地球学报. 2010(05)
[6]Zn对Pt/SAPO-11催化剂物化及异构性能影响[J]. 刘维桥,雷卫宁,刘平,尚通明,任杰,孙予罕. 化学学报. 2010(18)
[7]高纯度中孔分子筛MCM-41的合成与表征[J]. 许宜铭. 高等学校化学学报. 1999(05)
[8]SAPO-11分子筛的酸性及催化性能[J]. 严爱珍,刘杨,于振臣,须沁华. 高等学校化学学报. 1990(12)
硕士论文
[1]负载型NiP催化剂的研制、表征及其加氢脱硫性能研究[D]. 张永江.东北石油大学 2012
本文编号：2947747
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2947747.html
教材专著
