汽油和柴油馏分加氢脱硫催化剂及反应动力学研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:dreamagain1986
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随着环保要求的进一步提高,世界各国对汽油和柴油中硫含量的要求越来越严格。目前,催化加氢脱硫(HDS)技术仍是实现汽柴油低硫化的关键所在,各国学术界和工业界对开发新型加氢脱硫催化剂非常重视,而加氢脱硫反应过程的动力学不仅是研究各种硫化物在催化剂上加氢机理的重要手段、对指导新HDS催化剂研制有重要意义,而且也是反应器开发和不同操作条件下脱硫率的预测及工艺优化的基础。 Ni2P催化剂具有良好的加氢脱硫和加氢脱氮性能,而非负载型Ni2P催化剂的比表面积很小(<1m2/g),为了提高其活性表面积,需将Ni2P负载在较高比表面积的载体上。文献中已有用Al2O3,SiO2,MCM-41,活性炭等为载体负载Ni2P的研究报道。研究表明,在钼基硫化物催化剂的HDS反应中,TiO2载体表现出了优越的性能,比传统的Al2O3和SiO2载体表现出了更加优良的催化性能。HZSM-5分子筛孔道内有丰富的酸中心,在芳构化、异构化等反应中具有活性。本论文以TiO2和HZSM-5为载体,用程序升温还原方法分别合成了以Ni2P/TiO2和Ni2P/HZSM-5催化剂。用X射线衍射(XRD)、低温N2吸附(BET)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征。在连续微反系统中测定了Ni2P/TiO2和Ni2P/HZSM-5催化剂对噻吩、二苯并噻吩的加氢脱硫性能,并考察了空速、反应温度,反应压力等操作条件对这两种催化剂上加氢脱硫性能的影响。 对于Ni2P/TiO2催化剂,由Ni/P摩尔比为1/2和1/3的前驱体制备的催化剂表面仅出现Ni2P物相;由Ni/P摩尔比为1/1的前驱体制备的催化剂表面出现的主要物相为Ni2P,同时还存在少量Ni12P5相。催化剂的比表面积随前驱体中Ni和P含量的增加而减小。在温度370℃,压力3.0 MPa,VHSV为2h-1,氢油比(v/v)为450的反应条件下,由Ni负载量为15%wt、Ni/P摩尔比为1/2的前驱体所制得Ni2P/TiO2催化剂对含硫0.1%wt油具有接近100%的脱硫转化率,并有良好的稳定性。加氢脱硫反应工艺条件研究结果表明:压力、液时进料体积空速以及氢油比对Ni2P/TiO2催化剂对噻吩加氢脱硫性能影响在较宽的范围内变化不大。反应温度对该催化剂上的噻吩加氢脱硫反应的影响反应较大,当反应温度高于300℃,催化剂对噻吩加氢脱硫性能达到接近100%的脱硫率。催化剂对二苯
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