【摘要】：隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,輕質(zhì)烷烴異構(gòu)化是生產(chǎn)高辛烷值汽油的重要工藝。SO42-/Mx Oy型固體超強(qiáng)酸因其不污染環(huán)境、良好的低溫異構(gòu)化活性等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。本文提出了一種采用核殼結(jié)構(gòu)載體制備高活性、高穩(wěn)定性非貴金屬Ni基S2O82-/Al_2O_3@Zr O_2(Ni SA@Z)固體超強(qiáng)酸催化劑的新思路,通過核心材料的選擇,以及Al含量和檸檬酸改性研究,確定了催化劑的制備方法。采用XRD、FT-IR、Py-IR、TG、XPS、BET、TEM、C-S Analysis等表征手段對催化劑進(jìn)行了表征。以正戊烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)為探針,考察了催化劑的異構(gòu)化反應(yīng)性能,得到如下結(jié)論:(1)以Al_2O_3為核心材料時,四方晶相ZrO_2粒徑小,比表面積和孔容大,酸性強(qiáng),異構(gòu)化活性好,在適宜反應(yīng)溫度180 ℃下,異戊烷收率達(dá)到64%。(2)添加Al抑制了Zr O_2從亞穩(wěn)態(tài)四方晶相向熱力學(xué)有利的單斜晶相的轉(zhuǎn)變;適量的Al能夠提高催化劑的比表面積、孔容、孔徑;Al可以穩(wěn)定S2O82-;當(dāng)Al含量為30 wt.%時,催化劑酸性最強(qiáng),異戊烷收率最高為64%。(3)核殼結(jié)構(gòu)催化劑的比表面積和孔徑均顯著提高,強(qiáng)B酸和強(qiáng)L酸量增長明顯;核殼結(jié)構(gòu)催化劑表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,在最佳反應(yīng)條件:溫度180 ℃、壓力2.0 MPa,H2/正戊烷摩爾比為4:1,質(zhì)量空速1.0 h-1下,反應(yīng)5000 min后,Ni SA@Z x(x=30 wt.%)催化劑上異戊烷收率維持在64%,未見失活趨勢。其原因是大幅度抑制了積碳產(chǎn)生及S物種損失。(4)隨著檸檬酸濃度的增加,催化劑比表面積和孔容提高,催化劑酸量增加,催化劑最佳反應(yīng)溫度先下降后增長;當(dāng)檸檬酸濃度為2%時,催化劑低溫異構(gòu)化活性最好,最佳反應(yīng)溫度為140 ℃,此時異構(gòu)化活性為60%。與未添加檸檬酸的催化劑相比,最佳反應(yīng)溫度降低了40 ℃。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36
【圖文】：

模擬裝置流程圖

95.1 41.9 53.2 0.089 0.067 0.022.5 40.6 18.9 21.7 0.061 0.053 0.008 99.5 40.1 59.4 0.103 0.012 0.0912.5 70.5 28.4 42.1 0.102 0.016 0.086 122.1 36.6 85.5 0.214 0.009 0.20530 94.7 39.5 55.2 0.188 0.012 0.176TEM 分析 Ni SA@Z x 催化劑電鏡圖為圖 3.7。Mokari 等[51的明暗對比可以清晰的分辨出顏色更深的 Zr 顆粒、高度分散和極小的顆粒尺寸（0.5 nm），在電鏡圖可以明顯看出，在明亮的核心外包覆著一層深色的圖 3.9(b)可知，Ni SZA 2.5 催化劑中 ZrO2晶粒尺Z 2.5 和 Ni SA@Z 30 中 ZrO2的晶粒尺寸明顯變 (c)、3.7(d)），這說明核殼結(jié)構(gòu)使催化劑表面 ZrO2分RD 得到的結(jié)果一致。

東北石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文表 3.10 催化劑的活性溫度/oC100 120 140 160 180 200 41 50 53 58 60 54 37 52 65 31 50 64 50 知，Ni SZA 2.5 催化劑快速失活，在 1500 min 內(nèi)異失活原因主要是嚴(yán)重的積碳（3.74 wt.%）和 S 損失，核殼 Ni SA@Z 2.5 催化劑表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，降至 60%，5000 min 后降至 50%。值得注意的是，異戊烷收率維持 64%，未見下降趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2780023