2-甲基萘催化加氢脱烷基制备萘的研究

发布时间：2020-07-21 22:38

【摘要】：煤焦油中含有大量带侧链的稠环芳烃衍生物,其各组分含量少且分布分散,单体分离经济效益差。对这些稠环芳烃衍生物进行脱烷基归一化预处理后富集分离可得到其中的两环、三环、四环等较单一的组分,从而实现对煤焦油中稠环芳烃的高效、精细化利用。本文以2-甲基萘为模型化合物,利用加压反应釜进行催化加氢脱甲基制备萘,探究稠环芳烃衍生物脱除侧链的规律并为其筛选出合适的催化剂,从而为煤焦油中稠环芳烃的高效、精细化利用提供一定的理论和数据支撑。通过在反应温度为480℃、初压2MPa、反应时间4h的条件下,对载体SiO_2、Al_2O_3、ZSM-5、HY、Beta进行了筛选,发现HY作为载体时催化剂催化效果最优。所以对HY进行深入研究。采用HY分子筛为载体,偏钨酸铵和六水硝酸镍为前驱体,利用等体积浸渍法制备了一系列活性金属含量不同的W/HY、Ni/HY催化剂用于2-甲基萘加氢脱烷基反应中,反应结果表明:负载不同金属组分的HY催化剂中,W/HY催化剂的催化效果优于Ni/HY催化剂。对于W/HY催化剂,当负载量为6%时,萘的选择性最高,为64.22%。此时2-甲基萘的转化率为81.23%。同时,以6W/HY为催化剂研究反应条件对2-甲基萘催化加氢脱烷基反应性能的影响。对于Ni/HY催化剂,适宜的负载量为3%-6%。在此基础上通过XRD、BET以及NH_3-TPD、H_2-TPR等来表征所制得的催化剂,探究催化剂的比表面积、酸性以及还原性能等对2-甲基萘加氢脱烷基反应的影响。为了进一步提升W/HY催化剂对2-甲基萘加氢脱烷基反应的催化性能,对负载量为6%的W/HY催化剂添加不同含量La助剂进行改性。研究表明:引入La助剂不仅可以提高活性金属W在HY分子筛载体上的分散性,还能增强催化剂的酸性,且当La助剂的引入量为0.8%时催化剂的催化效果最优,此时2-甲基萘的转化率为87.48%,萘的选择性为68.52%。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ522.64
【图文】：

反应装置,反应釜

西北大学硕士学位论文0ml 高温高压反应釜，如图 2-1 所示。反应具体的实验步骤为：安装好反应水检漏，确定反应釜安装完好无漏气发生后用氮气置换反应釜中的空气，用出反应釜中剩余的氮气，充入一定压力的氢气，设定好温控仪的温度开始升到设定温度时开始计时，反应结束待反应釜冷却到室温之后取样分析。本实为 1g 甲基萘与 15g 正己烷配制成的溶液，催化剂的使用量为 1.5g。

SEM图,负载量,催化剂,2-甲基萘

图 3-5 不同负载量的 W/HY 催化剂的 SEM 图Figure 3-5 SEM of W/HY catalyst with different loading负载量：(a) 0；(b) 3%；(c) 6%；(d) 9%；(e) 12%.5 不同负载量的 W/HY 催化剂的性能评价.5.1 W 负载量对 2-甲基萘加氢脱烷基反应性能的影响利用等体积浸渍法制备了不同负载量的 W/HY 催化剂，在反应温度为 480℃，反压为 2mpa 的工艺条件下反应 4h，结果如图 3-6 所示。从图中可以看出：随着负载量的增加，2-甲基萘的转化率和萘的选择性都呈现增加后减小的趋势。未负载金属 W 的 HY 分子筛原粉作催化剂时，2-甲基萘的转 58.29%，而萘的选择性为 28.74%。当 HY 分子筛负载 6%的活性金属 W 之后，2萘的转化率增加至 81.23%，此时，萘的选择性最大，为 64.22%。当负载量增加至

SEM图,负载量,催化剂,2-甲基萘

图 4-4 不同负载量的 Ni/HY 催化剂的 SEM 图Figure 4-4 SEM of Ni/HY catalyst with different loading负载量：(a) 0；(b) 3%；(c) 6%；(d) 9%；(e) 12% 是不同负载量的 Ni/HY 催化剂的 SEM 图，图中可以看出载体 HY 分子筛的被破坏且与为负载 Ni 的载体原粉相比，其余各 SEM 图上均出现了小斑点，焙烧后的氧化物小颗粒附着于载体表面，这与 XRD 结果是一致的。催化剂的性能评价载量对 2-甲基萘加氢脱烷基反应性能的影响活性金属组分也具有一定的加氢脱烷基活性，所以利用等体积浸渍法制备了为 3%、6%、9%、12%的 Ni/HY 分子筛催化剂用于 2-甲基萘的加氢脱烷基应结果如图 4-5 所示，从图中可以看出：当 Ni 负载量小于 6%时，萘的选择

【参考文献】