柴油易积炭组分在催化反应过程中的积炭规律研究

发布时间：2023-04-05 14:48

　　在柴油质量升级过程中,积炭对催化剂失活、设备结垢和管道堵塞有重大影响。因此,对积炭形成机理的认识以及对积炭性质的研究,对以后加氢催化剂的升级和工艺过程优化以减少积炭的形成具有指导意义。本文以萘(NAP)、菲(PHE)、芘(PYR)、1-甲基萘(1-MNA)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、1-甲基异喹啉(1-MIQ)为模型物,在380℃条件下考察了不同体系中积炭量以及自由基的变化规律,借助13C NMR、SEM-EDS mapping、ESR等技术对积炭催化剂进行表征,分析催化剂上积炭性质随反应条件的演变规律。得到的主要结论如下:1.在催化剂条件下,积炭量和稳定自由基浓度均呈现前期快速增加,后期缓慢增加的趋势;含有S、N杂原子的芳烃类模型物比多环芳烃类模型物更容易形成积炭;多环芳烃缩合环数越多,积炭量和稳定自由基越多;甲基官能团显著促进催化剂上积炭的形成。2.两种模型物混合后反应时存在诱导和协同作用,促进积炭形成;(含硫组分+多环芳烃)比(含氮组分+多环芳烃)更容易形成积炭,积炭中自由基更多,缩合芳香环数越多,积炭快速增加阶段时长越长,积炭量越多。3.随着反应时间增加,...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 催化剂积炭的形成、初始积炭位置
        1.2.1 积炭的形成及类型
        1.2.2 初始积炭位置
    1.3 积炭形成机理
        1.3.1 碳正离子机理
        1.3.2 自由基机理
    1.4 自由基的研究
        1.4.1 自由基的产生、种类及性质
        1.4.2 积炭量与稳定自由基之间的关系
        1.4.3 活性自由基
    1.5 催化剂积炭的影响因素
        1.5.1 原料组成的影响
        1.5.2 催化剂性能的影响
        1.5.3 工艺条件的影响
    1.6 积炭的表征方法
    1.7 主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的预硫化
    2.3 实验流程
    2.4 稳定自由基的定量
    2.5 催化剂上积炭的定量
    2.6 活性自由基的定量
    2.7 催化剂上积炭的分析方法
        2.7.1 固体碳核磁分析
        2.7.2 积炭位置分析
第三章 模型物在催化剂上的积炭行为
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 催化剂上的积炭量
        3.2.2 稳定自由基浓度
        3.2.3 活性自由基浓度
    3.3 本章小结
第四章 芳香甲基官能团对柴油组分积炭生成的影响
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 催化剂上的积炭量
        4.2.2 稳定自由基浓度
        4.2.3 活性自由基浓度
    4.3 本章小结
第五章 催化剂上积炭性质的演变规律
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 催化剂初始积炭位置
        5.2.2 模型物转化率以及与积炭之间的关系
        5.2.3 积炭量与稳定自由基浓度的关系
        5.2.4 稳定自由基浓度与活性自由基浓度之间的关系
        5.2.5 催化剂上积炭的¹³C MNR分析
        5.2.6 催化剂积炭的自由基线宽变化情况
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 本工作的创新性
    6.3 下一步工作建议
参考文献
附录 积炭催化剂的¹³C NMR谱图
致谢
研究成果
作者和导师简介
附件



本文编号：3783602