SO 4 2- /ZrO 2 固体超强酸的制备、改性及其催化芳烃中微量烯烃精制反应研究

发布时间：2023-01-12 09:22

　　本论文首次对SO42-/ZrO2固体超强酸（SZ）催化脱烯烃的性能进行了研究。实验中制备了性能优越的可再生SO42-/ZrO2固体超强酸芳烃精制催化剂,其催化活性远高于目前工业上普通使用的白土及被认为有望替代白土的USY分子筛。论文考察了焙烧温度及时间、沉淀剂种类及用量、浸渍液种类及浓度等制备条件对SO42-/ZrO2脱烯烃性能的影响。采用XRD、TG-DTG、BET、吡啶吸附FTIR以及13C NMR等分析手段对SO42-/ZrO2进行了表征。研究发现：以氨水为沉淀剂、硫酸为浸渍液时,沉淀终点pH＞9.5、650℃焙烧3h、浸渍液浓度为2.0 mol/L的条件下芳烃精制性能最佳。SO42-/ZrO2具有优良的再生性能,连续失活再生4次后催化脱烯烃反应8h,烯烃转化率仍高达80%。在制得的SO42-/ZrO2基础上,通过掺杂改性的方式对SO42-/ZrO2进行了改性,将适量的Fe2O3引入了SO42-/ZrO2,在提高其催化脱烯烃活性的同时,更优化了芳烃产品的分布。适量Fe2O3的引入增大了SO42-/ZrO2的比表面积,纯化了ZrO2的四方晶型,增强了超强酸酸量。将掺杂5wt%Fe2... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 研究背景
第2章 文献综述
    2.1 研究概述
    2.2 芳烃中微量烯烃精制工艺现状及研究进展
        2.2.1 白土精制
        2.2.2 加氢精制
        2.2.3 其他芳烃精制工艺
    2.3 芳烃精制催化剂发展趋势
    2.4 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的研究进展
        2.4.1 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的简介
        2.4.2 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的制备
        2.4.3 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的结构
        2.4.4 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的表征
        2.4.5 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的应用
        2.4.6 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的失活
        2.4.7 SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的改性
    2.5 本论文的研究目的及主要内容
第3章 实验部分
    3.1 实验原料、主要试剂及仪器
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验试剂
        3.1.3 实验仪器
    3.2 催化剂的制备
        3.2.1 固体超强酸催化剂的制备
        3.2.2 SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂制备条件的考察
        3.2.3 改性SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂的制备
    3.3 实验装置及流程
    3.4 催化剂活性的测定
        3.4.1 烯烃转化率
        3.4.2 色谱分析
    3.5 催化剂的表征
        3.5.1 比表面积和孔结构的测定
        3.5.2 吡啶吸附红外(py-FTIR)分析
        3.5.3 氨气-程序升温脱附(NH_3-TPD)
        3.5.4 XRD分析
        3.5.5 热重分析
        3.5.6 ~(13)C固体核磁分析
第4章 SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂脱烯烃性能研究
    4.1 不同固体超强酸脱烯烃性能
    4.2 不同芳烃精制材料的脱烯烃反应性能
    4.3 不同焙烧温度条件下SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃性能研究
        4.3.1 焙烧温度对SZ催化脱烯烃性能的影响
        4.3.2 TG-DTG表征
        4.3.3 不同焙烧温度SZ的XRD分析
        4.3.4 不同焙烧温度SZ的FTIR分析
        4.3.5 焙烧时间的影响
    4.4 不同浸渍条件SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃性能研究
        4.4.1 不同促进剂对SZ芳烃精制活性的影响
        4.4.2 不同硫酸浸渍液浓度对芳烃精制活性的影响
        4.4.3 硫酸浸渍时间对芳烃精制活性的影响
    4.5 不同沉淀条件对SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃性能的影响
        4.5.1 不同沉淀剂对SZ芳烃精制活性的影响
        4.5.2 不同沉淀剂对SZ孔道结构的影响
        4.5.3 沉淀终点pH对SZ催化性能的影响
    4.6 SO_4~(2-)/ZrO_2再生性能研究
        4.6.1 再生次数对SZ脱烯烃活性的影响
        4.6.2 热重分析
        4.6.3 XRD分析
        4.6.4 ~(13)C NMR分析
        4.6.5 低温N_2吸脱附分析
    4.7 反应温度对SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃活性的影响
    4.8 本章小结
第5章 Fe_2O_3促进SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸脱烯烃性能研究
    5.1 不同金属氧化物改性SO_4~(2-)/ZrO_2芳烃精制性能研究
    5.2 Fe_2O_3-SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃的研究
        5.2.1 铁源种类对Fe_2O_3-SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃的影响
        5.2.2 Fe_2O_3含量对Fe_2O_3-SO_4~(2-)/ZrO_2催化脱烯烃的影响
    5.3 Fe_2O_3促进SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂的表征
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 孔结构及比表面积测定
        5.3.3 NH_3-TPD分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]FHDO技术在混合二甲苯脱烯烃中的工业应用[J]. 王伟,杨霖,崔国英.  中外能源. 2014(08)
[2]PX是用什么技术生产出来的[J]. 钱伯章.  石油知识. 2014(04)
[3]不同催化材料脱除重整芳烃中微量烯烃的性能[J]. 臧高山.  石油炼制与化工. 2013(03)
[4]SO42-/ZrO2固体酸的超声快速制备及表征[J]. 杨永辉,郑文兵,陈超越,王磊.  材料导报. 2012(22)
[5]稀土改性对SO42-/ZrO2固体酸催化剂结构与催化性能的影响[J]. 陈颖,孙雪,李慧,白云波.  燃料化学学报. 2012(04)
[6]重整混合芳烃中烯烃的脱除技术现状及发展趋势[J]. 臧高山,马爱增.  石油炼制与化工. 2012(01)
[7]芳烃重整生成油脱烯烃技术进展[J]. 娄阳.  化学工业. 2011(09)
[8]SO42-/ZrO2固体超强酸的制备及表征[J]. 莫晓兰,张昭,王优,宁小杰.  钛工业进展. 2011(02)
[9]活性白土负载AlCl3催化剂对脱除芳烃中微量烯烃反应的性能研究[J]. 江正洪,曾海平,翁惠新,施力.  矿物岩石. 2010(04)
[10]我国活性白土的生产状况[J]. 韩雪松.  上海化工. 2010(06)

博士论文
[1]重整油中微量烯烃精制催化剂的制备、表征及其性能研究[D]. 濮鑫.华东理工大学 2015
[2]新型SO42-促进氧化物型固体超强酸的研究[D]. 赵杰.复旦大学 2008

硕士论文
[1]改性SO42-/ZrO2固体超强酸的制备及催化性能研究[D]. 汪洋.东北石油大学 2013
[2]改性白土催化剂脱除芳烃中微量烯烃的研究[D]. 李国梁.华东理工大学 2013
[3]白土的改性及催化法脱除芳烃中的烯烃[D]. 曾宪松.华东理工大学 2011
[4]芳烃精制脱除烯烃用分子筛催化剂的研究[D]. 陈志明.天津大学 2006



本文编号：3729735