甲基萘和萘的催化加氢及其相互影响

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随着世界范围内石油的日渐枯竭,社会对清洁燃料油的需求量却在不断增加。同时,由于全球更加严格的环境法规的要求,降低油品中的芳烃含量显示出重要意义。油品中过多的芳烃不但会降低柴油的十六烷值,也会增加油品燃烧过程中污染气体及颗粒物的排放。因此,开发芳烃化合物加氢催化剂受到人们越来越多的重视。加氢脱芳(HDA)是目前工业上脱除油品芳烃的最主要手段。传统的硫化物HDA催化剂条件比较苛刻,并且加氢深度也不够。贵金属催化剂虽然在低温下有较好的加氢活性,但是其耐硫性差。金属磷化物以其高稳定性和高加氢反应活性成为当前加氢精制领域研究的热点。不过人们对它们的研究还不够深入,有必要对它们的结构和反应性能进行更加深入的研究。本论文以磷化镍催化剂为研究对象,考察了SiO2负载的磷化镍催化剂的制备及其对α-甲基萘、β-甲基萘、萘的加氢反应(HYD)性能。用XRD、N2吸附、TEM等表征技术对制备的催化剂进行了表征。论文内容主要包括:用原位还原的方法制备了SiO2负载的磷化镍催化剂,研究了α-甲基萘、β-甲基萘在Ni2P/SiO2上的HYD的过程和影响因素,结果表明:提高反应压力、气液比、空时均可以加快反应速率,最佳反应温度为340℃,当气液比较大时,再增加气液比对反应的影响较小,反应过程中发生了甲基转位反应,甲基的存在能够抑制甲基所在芳环的加氢反应。通过考察不同压力下空时对这两种反应物HYD的影响,证明在较高压力的条件下,有助于完全加氢产物的生成和转化率的提高。考察了不同Ni/P摩尔比对α-甲基萘HYD的影响,研究结果表明最佳的Ni/P摩尔比为1.25。实验考察了α-甲基萘、β-甲基萘在NiW/γ-Al2O3、SiO2-Al2O3负载的贵金属Pd-Pt(4:1)催化剂上的加氢反应,结果表明,反应过程与在Ni2P/SiO2催化剂上的反应历程相同,也伴随有甲基转位反应产物生成。考察了萘和α-甲基萘、萘和β-甲基萘共混条件下在Ni2P/SiO2上加氢反应,结果表明,当把萘分别和α-甲基萘、β-甲基萘共混进行加氢反应时,萘在催化剂上的加氢反应变慢,萘的转化率和十氢萘的选择性减小,萘的加氢反应受α-甲基萘、β-甲基萘的影响较大,但是萘对α-甲基萘、β-甲基萘的加氢反应影响比较小。
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