离子液体强化的油品催化加氢脱氮研究

发布时间：2020-06-23 08:14

【摘要】：深度加氢脱除油品中的含氮化合物是本领域研究的热点和难点。传统的加氢脱氮工艺通常采取较高的温度和压力来实现的,不仅能耗高,设备投入成本大,而且导致烯烃饱和、辛烷值下降、催化剂积炭和结焦等问题。本文根据离子液体具有特殊氢键的特点,提出固体催化剂耦合离子液体实现加氢脱氮的新过程,研究了离子液体对固体催化剂加氢反应的促进作用。主要研究内容如下:采用二次浸渍法制备了六种不同载体(活性炭、硅胶、ZSM-5、MCM-41、γ-Al_2O_3、SBA-15)的Ni_2P催化剂,并在浆态床反应器中进行活性评价。得知SBA-15分子筛负载的Ni_2P催化剂脱氮率效果最佳,温度为210℃,压力为4 MPa,反应四个小时脱氮率达到了36%,由不同催化剂的晶相、结构、稳定性和酸碱性等信息,可知SBA-15分子筛负载的Ni_2P催化剂具有比表面积大、酸性量大是促进催化加氢脱氮性能的主要因素。考察了Ni_2P/SBA-15催化剂分别耦合四种不同的离子液体加氢脱氮的性能,得出固体催化剂耦合[BMIM]BF_4加氢脱氮效果最佳,脱氮率达到51.2%,较固体催化剂加氢脱氮有较明显地提高。由金属助剂的筛选和负载量的优化,得知5wt.%Mo-25 wt.%Ni_2P/SBA-15固体催化剂耦合离子液体([BMIM]BF_4)进行的催化反应中,当反应温度为150℃、压力为3 MPa时,其催化脱氮活性最佳为80.1%。金属助剂Mo负载的催化剂比表面积、孔容孔径最大,这有利于吡啶和H_2在催化剂的表面、孔道中扩散,从而促进了催化加氢脱氮效率。将反应后的离子液体进行循环四次加氢脱氮的性能评价可知,离子液体的结构特征基本稳定,且在催化加氢脱氮反应中循环使用性能较好,具有绿色催化的特质。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE624.5
【图文】：

反应网络,催化剂,吡啶,Al2O3催化剂

- 4 - 吡啶 HDN 的反应网络：（a）硫化的 NiMo/γ-Al2O3催化剂和（b）氮化的Al2O3催化剂Proposed reaction network of pyridine HDN over: (a) sulfided NiMo/γ-Al2Onitrided NiMo/γ-Al2O3catalysts加氢脱氮催化剂研究进展催化剂，作为油品加氢提质技术的核心，一直以来是国内外研究。国内外的研究工作者将催化剂的活性组分、载体和助剂这三个量的探究。

磷化物,三角棱镜,五面体

图 1.2 磷化物中的三角棱镜和四十五面体结构riangular prism and tetrakaidecahedral structures in phosp属磷化物是一类对加氢脱硫和加氢脱氮具有优异活究了金属磷化物催化剂的氢化作用，Chen 等[33]将反应。Li 等[34]采用金属磷酸盐前体的程序升温还原ns 团队根据这种方法合成了其他过渡金属磷化物[35]价的前驱体采用适中的温度（773-873 K）便可制载体和负载型过渡金属磷化物的合成新方法，包合金[37]作为前体，柠檬酸改性前体[38]，溶剂热合成散、高表面积无载体磷化物。由于金属磷化物向不面金属原子暴露于流体反应物中，从而促进了加氢物催化剂的作用下，对二苯并噻吩等含硫化合物在合物在加氢脱氮反应中均表现出良好的催化活性，进行催化活性评价实验得知，催化活性的顺序为：

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