重質(zhì)油占世界石油資源總量約70%,其合理開發(fā)及高效轉(zhuǎn)化逐漸成為全球各大石油公司所面臨的一個(gè)重要課題。渣油加氫和重油催化裂化相結(jié)合的加工路線可以最大限度地將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為清潔油品和化工原料,進(jìn)而展現(xiàn)出較大的發(fā)展?jié)摿�。由于重質(zhì)油分子尺寸較大,在催化劑孔道內(nèi)受到顯著的擴(kuò)散阻力,催化劑孔道尺寸對(duì)重質(zhì)油分子擴(kuò)散影響的相關(guān)研究可為高效重油加氫催化劑設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供依據(jù)和指導(dǎo)。目前,重油擴(kuò)散的研究多以重質(zhì)油及其餾分為原料,其易締合性與復(fù)雜性使得難以獲得較為準(zhǔn)確的受限擴(kuò)散結(jié)果;此外,研究中多采用工業(yè)氧化鋁催化劑,但工業(yè)催化劑孔徑分布過廣且彎曲因子不固定,同樣會(huì)干擾受限擴(kuò)散結(jié)果的準(zhǔn)確性�；诖�,本論文合成了代表性的大分子重油模型硫化物2,8-二(4-戊基苯基)二苯并噻吩(2,8-DPPDBT),并選取了2,8-二甲基二苯并噻吩(2,8-DMDBT)及二苯并噻吩(DBT)作為探針分子,在孔徑均一的介孔硅基催化劑中進(jìn)行受阻擴(kuò)散研究,進(jìn)而建立了受限因子關(guān)聯(lián)模型。同時(shí),采用高效液相色譜(UHPLC)、Orbitrap Fusion MS與色質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)對(duì)合成重油模型硫化物加氫脫硫反應(yīng)路徑進(jìn)行分析,為分子層次...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 重油中含硫化合物類型及加氫脫硫(HDS)反應(yīng)
        1.1.1 重油中含硫化合物類型
        1.1.2 石油餾分的加氫脫硫反應(yīng)
    1.2 加氫脫硫催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 加氫脫硫催化劑的活性組分與助劑
        1.2.2 加氫脫硫催化劑載體
    1.3 重油分子的受阻擴(kuò)散
    1.4 重油分子的受限擴(kuò)散相關(guān)模型
    1.5 受阻擴(kuò)散的影響因素
        1.5.1 反應(yīng)溫度的影響
        1.5.2 催化劑孔徑的影響
        1.5.3 分子尺寸的影響
    1.6 文獻(xiàn)小結(jié)
第2章 研究方案
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、氣體及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)氣體
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 載體及催化劑的表征方法
        2.2.1 X射線小角散射(SAXS)
        2.2.2 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.3 吡啶吸附紅外光譜(Py-FTIR)
        2.2.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.5 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.6 低溫N2-吸附脫附實(shí)驗(yàn)(BET)
        2.2.7 拉曼光譜(Raman)
        2.2.8 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.9 高倍投射電鏡(HRTEM)
    2.3 溶劑的相平衡實(shí)驗(yàn)
    2.4 模型化合物HDS評(píng)價(jià)
    2.5 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    2.6 產(chǎn)物分析
第3章 溶劑體系對(duì)二苯并噻吩加氫脫硫反應(yīng)的影響
    3.1 NiMo/Al-SBA-15 催化劑的制備
        3.1.1 SBA-15 材料的制備
        3.1.2 載體Al改性
        3.1.3 活性金屬浸漬
    3.2 載體及催化劑的表征
        3.2.1 XRD表征
        3.2.2 ²⁷Al MAS NMR表征
        3.2.3 SEM和 TEM表征
        3.2.4 BET表征
        3.2.5 HRTEM表征
        3.2.6 Py FT-IR表征
    3.3 溶劑相平衡實(shí)驗(yàn)
    3.4 DBT加氫脫硫反應(yīng)
        3.4.1 催化劑長(zhǎng)周期活性檢測(cè)
        3.4.2 空白實(shí)驗(yàn)
        3.4.3 消除外擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)
        3.4.4 本征條件下不同溶劑體系DBT的加氫脫硫反應(yīng)
        3.4.5 DFT方法探索DBT與溶劑分子的競(jìng)爭(zhēng)吸附
        3.4.6 不同溶劑體系內(nèi)DBT加氫脫硫反應(yīng)路徑
        3.4.7 表觀條件下不同溶劑體系DBT的加氫脫硫反應(yīng)
        3.4.8 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 催化劑孔道結(jié)構(gòu)對(duì)模型硫化物加氫脫硫反應(yīng)的影響
    4.1 載體及催化劑制備
        4.1.1 載體的制備
        4.1.2 催化劑的制備
    4.2 載體的表征
        4.2.1 XRD、SAXS表征
        4.2.2 BET表征
        4.2.3 TEM表征
    4.3 催化劑的表征
        4.3.1 廣角XRD
        4.3.2 BET表征
        4.3.3 SEM-EDS表征
        4.3.4 HAADF-STEM和 EDS Elemental Mapping表征
        4.3.5 Raman表征
        4.3.6 XPS表征
        4.3.7 HRTEM表征
        4.3.8 Py FT-IR表征
    4.4 DBT加氫脫硫反應(yīng)
        4.4.1 不同空速的本征反應(yīng)
        4.4.2 不同溫度的本征反應(yīng)
        4.4.3 不同空速的表觀反應(yīng)
        4.4.4 不同溫度的表觀反應(yīng)
        4.4.5 擴(kuò)散反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
    4.5 4 ,6-DMDBT加氫脫硫反應(yīng)
        4.5.1 不同空速的本征反應(yīng)
        4.5.2 GC-MS產(chǎn)物分析
        4.5.3 不同空速的表觀反應(yīng)
        4.5.4 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 重油模型硫化物加氫反應(yīng)與受阻擴(kuò)散
    5.1 載體及催化劑制備
        5.1.1 載體的制備
        5.1.2 催化劑的制備
    5.2 載體與催化劑的表征
        5.2.1 XRD表征
        5.2.2 BET表征
        5.2.3 SEM表征
        5.2.4 TEM表征
        5.2.5 Raman表征
    5.3 模型硫化物加氫脫硫反應(yīng)
        5.3.1 2 ,8-DPPDBT合成與表征
        5.3.2 模型硫化物熱裂化考察
        5.3.3 模型硫化物本征反應(yīng)
        5.3.4 2 ,8-DPPDBT加氫反應(yīng)路徑
        5.3.5 模型硫化物表觀反應(yīng)
        5.3.6 模型硫化物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        5.3.7 模型硫化物反應(yīng)條件下受阻擴(kuò)散
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)習(xí)期間的研究成果



本文編號(hào)：3826472