水滑石前体法制备高分散负载型Pt重整催化剂及其性能研究

发布时间：2021-10-15 14:05

　　石脑油催化重整是石油产业中一个重要组成部分,可以生产高辛烷值的汽油、轻质芳烃和高纯度的氢气。重整反应非常复杂,其中包含脱氢反应、异构化反应,芳构化反应、氢解反应以及加氢裂化反应。在关于石脑油催化重整的研究中,选择性的控制成为研究热点。负载型Pt重整催化剂作为石脑油重整中一类重要的催化剂,同时催化剂金属活性中心结构直接影响催化性能,如何更有效地控制催化剂活性中心的结构成为提高催化性能的关键问题。本论文通过水滑石前体法设计了一种活性中心高分散的Pt基催化剂,应用于正庚烷重整反应中,实现提高异构化产物的选择性,同时降低芳构化产物的选择性,并得到较低的氢解产物选择性。具体研究成果如下:（1）利用水滑石类化合物主体层板上金属阳离子的可交换性,金属阳离子在主体层板均匀分布的特性。通过原位生长的方法,在多孔Al2O3表面生长含有助剂金属Ga的水滑石类化合物。得到催化剂前体MgAlGa-LDHs/Al203。经由XRD、SEM证明水滑类化合物原位生长在了 A1203表面。由晶胞参数a证明Ga3+进入水滑石晶格,TPR、XPS、NMR表征说明MgAlGa-LDHs在由氢氧化物向氧化物转变的过程中主体层板... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１直链烷烃在催化重整过程中的反应网络??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｊｏｒ?ｒｅａｃｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｏｆ?ｐａｒａｆｆｉｎｓ??

脱氢反应是重整反应在中重要的一部分，它是很多后续反应的基础。Ｂｉｌｏｅｎ??和Ｋｏｇａｎ在对丙烷脱氢过程的研宄中发现，发生脱氢反应的活性中心是单独的铂??原子，如图１－２所示⑶。首先，烷烃分子吸附在活性中心之后，Ｃ－Ｈ键断裂，发生??解离吸附；随后，第二个Ｃ－Ｈ断裂，产生一个７１键；最后是烯烃发生脱附完成脱氢??反应，而在整个脱氢反应过程中Ｐ－Ｈ的消除，是其中的速率控制步骤。对于这种??典型的结构不敏感反应，其暴露在表面的金属活性中心比例越高，分散度越大，??脱氢生成烯烃的速率越快。??异构化反应在重整反应中能够有效地提高产物的辛烷值，通常使用碳正离子??机理来解释异构化反应，如图１－３所示Ｗ。首先直链烷烃在催化剂的金属中心上发??生脱氢反应［５］，生成烯烃。随后烯烃迅速转移到催化剂酸性中心上，得到一个质??子形成仲碳正离子，仲碳正离子非常活泼，会在催化剂酸性中心上迅速重排，得??２??

??图１－３烷烃在Ｐｔ表面异构机理??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ａｌｋａｎｅ?ｉｓｏｍｅｒｉｓｍ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｎ?Ｐｔ??芳构化反应在重整反应过程中虽然能够有效的提高产物辛烷值，但是出于对??汽油品质的要求，需要降低环化产物的选择性。环化产物由直链烷烃异构形成环??烷烃之后，再脱氢形成芳烃。Ａ．Ｗ〇〇ｔＳｃｈＷ在研究Ｐｔ－Ｇｅ／ＡｈＣｂ催化剂催化转化烃??类分子的时候，发现环己烷脱氢生成苯的过程中需要与催化剂活性中心上的三个??Ｐｔ原子相互作用，才能完成芳构化。因此，降低产物中芳构化产物的选择性时可??以通过降低催化剂中多Ｐｔ活性中心的数量来实现。Ｚ．?Ｐａ如７，８１报道使用Ｐｔ－??Ｓｎ／Ａｌ２０３进行正己烷转化的过程中，活性中心Ｐｔ的粒径减小时表现出较高的异??构化选择性和低的芳构化选择性。??＼；＞Ｓｒｒ＾Ｖｒ??９?＇Ｓｈｆ??图１－４烷烃在Ｐｔ表面氢解反应历程??Ｆｉｇ．?１－４３?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｌｋａｎｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎｏｌｙｓｉｓ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｎ?Ｐｔ??氢解反应会打断ｃ－ｃ键


本文编号：3438104