芳烃在磷化镍催化剂上的加氢转化规律研究

发布时间：2020-06-03 20:17

【摘要】：催化裂化柴油的劣质性主要源于其组成中的高芳烃含量,研究芳烃的加氢转化规律对指导催化裂化柴油加氢改质具有重要意义。负载型Ni_2P催化剂加氢性能优良,且价格低廉,具有广阔的工业应用前景。因而,本论文中采用三苯基磷磷化法制备了一系列负载型Ni_2P催化剂,并在高压固定床微型反应装置上考察了苯,1-甲基萘在所制备催化剂上的加氢转化反应规律。通过低温氮气吸脱附(BET)、XRD、XPS、NH_3-TPD、Py-IR等手段对催化剂的结构性质进行表征。结果表明该制备方法所制备的Ni_2P催化剂的表面P/Ni原子比与Ni_2P负载量有关,负载量越高,表面P/Ni原子比越低。双功能催化剂Ni_2P/USY-Al_2O_3催化剂中Ni_2P的分散度受到载体中USY含量的影响,USY含量越高,表面Ni_2P晶粒尺寸越大。苯和1-甲基萘在Ni_2P/Al_2O_3催化剂上的加氢饱和反应表明Ni_2P催化剂具有良好的加氢性能,其中苯加氢转化率高于99%,产物中环己烷选择性达到99.9%,1-甲基萘的转化率达到80%以上,产物主要为甲基四氢萘。1-甲基萘的在Ni_2P/USY-Al_2O_3催化剂上的加氢裂化反应研究表明该反应过程包括异构化,歧化,烷基转移、加氢、开环和裂解等反应过程。产物分布结果表明较高温度(370℃)下裂解反应为主反应,产物以碳数减少带短支链的单环芳烃为主产物,在中等温度下(350℃)主要进行环异构和开环反应。磷化镍负载量增加不仅提高Ni_2P/USY-Al_2O_3催化剂的加氢活性,还促进了催化剂的裂解活性;USY含量的增加同时促进了催化剂的加氢和裂解活性。实验过程中,产物中选择性开环产物的选择性与催化剂的酸性和反应温度有关,在所选实验条件下,较高的催化剂酸量和较低的反应温度有利于提高选择性开环产物收率。
【图文】：

图 1-5 Ni2P 晶体结构示意图[51]Fig. 1-5 Crystal structure of nickel phosphideNi2P 晶体中 P 原子可以稀释 Ni 原子的密度，进而降低 S 的毒害程度。此外，可以调节 Ni 的电子结构以及稳定 Ni2P 晶体的表面结构[52, 54]。Ni2P 晶体表面的然能作为 H 原子的吸附中心，但不能促进已吸附分子的解离，因此，降低了催性[55]。适当的移除表面的 P 原子可提高催化剂活性，过量的移除则会降低晶体定性。2 磷化镍催化剂的制备方法磷化镍催化剂的制备方法较为繁多，总结起来可以分为四类：纯物质的反应、的复分解反应、溶剂热合成法和有机金属化合物的分解等[56]。纯物质的反应需反应时间以及很高的反应温度。其余三种则是相对较快的方法，而且可以产生至纳米级的晶体。下面将介绍几种较为常用的磷化镍催化剂的制备方法。

中国石油大学（华东）硕士学位论文系统等部分。反应器设计催化剂的装填量为 5ml（以夯实体积为准），设计压力不高8 MPa，设计温度不高于 600℃。在进行催化剂评价前需要进行催化剂装填和装置气密性检测。催化剂装填时，两填充石英砂（40~60 目）作为支撑和保护剂，催化剂装填在反应管中部，用木槌敲打动，确保装填密实。装置气密性检测时，先向装置内充压至反应压力，，然后关闭进气出气阀门，如 6 h 内压力没有明显变化，则证明气密性良好，否则，需要用可燃气体测仪寻找漏点，进行检修，直至气密性合格方可进行催化剂性能评价实验。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE624

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本文编号：2695338