【摘要】：煤焦油中含有大量帶側(cè)鏈的稠環(huán)芳烴衍生物,其各組分含量少且分布分散,單體分離經(jīng)濟(jì)效益差。對(duì)這些稠環(huán)芳烴衍生物進(jìn)行脫烷基歸一化預(yù)處理后富集分離可得到其中的兩環(huán)、三環(huán)、四環(huán)等較單一的組分,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤焦油中稠環(huán)芳烴的高效、精細(xì)化利用。本文以2-甲基萘為模型化合物,利用加壓反應(yīng)釜進(jìn)行催化加氫脫甲基制備萘,探究稠環(huán)芳烴衍生物脫除側(cè)鏈的規(guī)律并為其篩選出合適的催化劑,從而為煤焦油中稠環(huán)芳烴的高效、精細(xì)化利用提供一定的理論和數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)在反應(yīng)溫度為480℃、初壓2MPa、反應(yīng)時(shí)間4h的條件下,對(duì)載體SiO_2、Al_2O_3、ZSM-5、HY、Beta進(jìn)行了篩選,發(fā)現(xiàn)HY作為載體時(shí)催化劑催化效果最優(yōu)。所以對(duì)HY進(jìn)行深入研究。采用HY分子篩為載體,偏鎢酸銨和六水硝酸鎳為前驅(qū)體,利用等體積浸漬法制備了一系列活性金屬含量不同的W/HY、Ni/HY催化劑用于2-甲基萘加氫脫烷基反應(yīng)中,反應(yīng)結(jié)果表明:負(fù)載不同金屬組分的HY催化劑中,W/HY催化劑的催化效果優(yōu)于Ni/HY催化劑。對(duì)于W/HY催化劑,當(dāng)負(fù)載量為6%時(shí),萘的選擇性最高,為64.22%。此時(shí)2-甲基萘的轉(zhuǎn)化率為81.23%。同時(shí),以6W/HY為催化劑研究反應(yīng)條件對(duì)2-甲基萘催化加氫脫烷基反應(yīng)性能的影響。對(duì)于Ni/HY催化劑,適宜的負(fù)載量為3%-6%。在此基礎(chǔ)上通過(guò)XRD、BET以及NH_3-TPD、H_2-TPR等來(lái)表征所制得的催化劑,探究催化劑的比表面積、酸性以及還原性能等對(duì)2-甲基萘加氫脫烷基反應(yīng)的影響。為了進(jìn)一步提升W/HY催化劑對(duì)2-甲基萘加氫脫烷基反應(yīng)的催化性能,對(duì)負(fù)載量為6%的W/HY催化劑添加不同含量La助劑進(jìn)行改性。研究表明:引入La助劑不僅可以提高活性金屬W在HY分子篩載體上的分散性,還能增強(qiáng)催化劑的酸性,且當(dāng)La助劑的引入量為0.8%時(shí)催化劑的催化效果最優(yōu),此時(shí)2-甲基萘的轉(zhuǎn)化率為87.48%,萘的選擇性為68.52%。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ522.64
【圖文】：

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文0ml 高溫高壓反應(yīng)釜，如圖 2-1 所示。反應(yīng)具體的實(shí)驗(yàn)步驟為：安裝好反應(yīng)水檢漏，確定反應(yīng)釜安裝完好無(wú)漏氣發(fā)生后用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)釜中的空氣，用出反應(yīng)釜中剩余的氮?dú)�，充入一定壓力的氫氣，設(shè)定好溫控儀的溫度開(kāi)始升到設(shè)定溫度時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，反應(yīng)結(jié)束待反應(yīng)釜冷卻到室溫之后取樣分析。本實(shí)為 1g 甲基萘與 15g 正己烷配制成的溶液，催化劑的使用量為 1.5g。

圖 3-5 不同負(fù)載量的 W/HY 催化劑的 SEM 圖Figure 3-5 SEM of W/HY catalyst with different loading負(fù)載量：(a) 0；(b) 3%；(c) 6%；(d) 9%；(e) 12%.5 不同負(fù)載量的 W/HY 催化劑的性能評(píng)價(jià).5.1 W 負(fù)載量對(duì) 2-甲基萘加氫脫烷基反應(yīng)性能的影響利用等體積浸漬法制備了不同負(fù)載量的 W/HY 催化劑，在反應(yīng)溫度為 480℃，反壓為 2mpa 的工藝條件下反應(yīng) 4h，結(jié)果如圖 3-6 所示。從圖中可以看出：隨著負(fù)載量的增加，2-甲基萘的轉(zhuǎn)化率和萘的選擇性都呈現(xiàn)增加后減小的趨勢(shì)。未負(fù)載金屬 W 的 HY 分子篩原粉作催化劑時(shí)，2-甲基萘的轉(zhuǎn) 58.29%，而萘的選擇性為 28.74%。當(dāng) HY 分子篩負(fù)載 6%的活性金屬 W 之后，2萘的轉(zhuǎn)化率增加至 81.23%，此時(shí)，萘的選擇性最大，為 64.22%。當(dāng)負(fù)載量增加至

圖 4-4 不同負(fù)載量的 Ni/HY 催化劑的 SEM 圖Figure 4-4 SEM of Ni/HY catalyst with different loading負(fù)載量：(a) 0；(b) 3%；(c) 6%；(d) 9%；(e) 12% 是不同負(fù)載量的 Ni/HY 催化劑的 SEM 圖，圖中可以看出載體 HY 分子篩的被破壞且與為負(fù)載 Ni 的載體原粉相比，其余各 SEM 圖上均出現(xiàn)了小斑點(diǎn)，焙燒后的氧化物小顆粒附著于載體表面，這與 XRD 結(jié)果是一致的。 催化劑的性能評(píng)價(jià)載量對(duì) 2-甲基萘加氫脫烷基反應(yīng)性能的影響活性金屬組分也具有一定的加氫脫烷基活性，所以利用等體積浸漬法制備了為 3%、6%、9%、12%的 Ni/HY 分子篩催化劑用于 2-甲基萘的加氫脫烷基應(yīng)結(jié)果如圖 4-5 所示，從圖中可以看出：當(dāng) Ni 負(fù)載量小于 6%時(shí)，萘的選擇

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2764917