论文部分内容阅读
催化裂化等石油加工过程中副产大量低碳烯烃,提高副产烯烃利用率是拓宽我国化工领域发展亟待解决的问题,齐聚反应正是该领域的重点研究内容。混合丁烯的齐聚产物是重要的精细化工中间体,对齐聚反应催化剂的研究是实现混合丁烯综合利用的关键。本文采用浸渍法制备MSO4/γ-Al2O3(M=Fe、Co、Ni、Al)系列催化剂,考察不同活性组分的硫酸盐和活性组分的担载量对催化剂物理化学性质和催化性质的影响,以及反应条件对催化剂活性和产物分布情况的影响。同时在负载型硫酸盐催化剂的制备过程中,考察了TiO2助剂的加入对催化剂物理化学性质和催化性质的影响。主要结论如下:1、MSO4/γ-Al2O3系列催化剂中催化剂金属负载量为8wt%的不同硫酸盐,NiSO4和CoSO4在载体表面分散度高,Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3在载体表面分散不均匀。NiSO4/γ-Al2O3和Fe2(SO4)3/γ-Al2O3催化剂具有相似的酸性性质,表现为在250℃左右存在一个弱酸的氨脱附峰。T=72℃,P=4.0MPa,LHSV=2.0h-1条件下的活性测试中,以NiSO4/γ-Al2O3催化剂活性和稳定性表现最佳,产物分布中NiSO4/γ-Al2O3催化剂二聚体C8=最多,Fe2(SO4)3/γ-Al2O3催化剂C=16、C=20最多。以Fe2(SO4)3为活性组分制备Fe2(SO4)3/γ-Al2O3系列催化剂,Fe担载量为7wt%时分散度较好,催化剂表现最佳活性和稳定性。分步浸渍法制备的Fe2(SO4)3/γ-Al2O3催化剂比共浸渍法制备的催化剂具有更多的弱酸酸中心数量,活性和稳定性也相对较好,并表现出更优的二聚体C8=选择性。以NiSO4/γ-Al2O3催化剂为研究对象,在反应条件研究范围内,反应温度和体积空速对正异丁烯活性影响不大,顺(反)-2-丁烯活性随温度升高而增大,随体积空速升高而减小,高温高空速有利于齐聚产物二聚体生成。2、TiO2助剂改性的NiSO4/TiO2-γ-Al2O3催化剂随着Ti含量的增加,酸性强度减弱,酸中心数量减少。助剂改性后的催化剂的比表面积降低,孔体积和孔径增大。TiO2改性后的NiSO4/TiO2-γ-Al2O3催化剂对正异丁烯活性影响不大,以5wt%的Ti助剂添加量活性最优,且与未添加Ti助剂催化剂的活性较为接近,但稳定性不如未改性的催化剂,改性后催化剂二聚体C8=、四五聚体C=16、C=20选择性更多。改性和未改性催化剂反应后孔径和孔体积都有所下降,孔道堵塞是影响催化剂稳定性的原因。