裂解汽油加氢催化剂氧化铝载体的制备方法及其负载催化性能研究

摘要

性能良好的加氢催化剂通常具有较高的催化活性和选择性、良好的稳定性以及较强的再生能力等。加氢催化剂通常由活性组分和催化剂载体组成，其性能亦取决于活性组分和载体的性能，以及催化剂的制备方法。近年来，国产加氢催化剂冲击较大，技术升级迫在眉睫。随着人们对加氢催化剂的深入研究，仅靠催化剂活性组分的调变已经难以满足对油品质量的要求，载体种类、性质已成为提高催化剂活性的重要部分。活性氧化铝是工业中应用最为广泛的催化剂载体，其微孔表面具备催化剂载体所要求的特性，有着其他材料不可比拟的优点，对催化剂性能影响显著。活性氧化铝一般由其前驱体拟薄水铝石焙烧脱水得到，它的性能在一定程度上取决于前驱体的特性。本论文以硫酸铝为铝源，分别针对不同的成胶方式及成胶条件制备得到了一系列拟薄水铝石样品。
　　本论文选用硫酸铝为铝源，氨水为沉淀剂，首先研究了成胶方式对Al2(SO4)3-NH3?H2O法制备拟薄水铝石物化性能的影响。结果表明：成胶方式对拟薄水铝石物性影响显著，在一定条件下，采用并流进料的成胶方式制得的拟薄水铝石具有结晶度高、比表面积与孔容大等特点，采用此粉体制备的Pd/Al2O3催化剂用于裂解汽油双烯烃选择加氢，并与市售 Al2(SO4)3-NH3?H2O法制备拟薄水铝石负载催化剂相比，表现出了更加优异的加氢和选择性性能。
　　在上述工作的基础上，采用并流进料的成胶方式，本论文进一步研究了成胶条件对 Al2(SO4)3-NH3?H2O法制备拟薄水铝石物化性能的影响。结果表明：成胶条件对拟薄水铝石物性影响显著，并流方式进料，将反应物浓度、反应温度、体系 pH控制在一定条件时，制备的拟薄水铝石性能最佳，具有结晶度高、比表面积与孔容大等特点，适用于裂解汽油双烯烃选择加氢催化剂。
　　基于以上工作，选用条件优化后的自制氧化铝为载体，与活性组分钯负载后制备Pd/Al2O3催化剂。结果表明：该催化剂的分析表征及性能评价均表现出优异的特性。从产品的双烯值和溴价值及各自变化趋势可以看出，催化剂不仅加氢性能良好，也具有良好的稳定性。由于载体孔结构及表面酸性均优于市售氧化铝粉体，使催化剂具有活性高、稳定性良好等特点，在裂解汽油一段加氢反应中运转良好。
　　为了与上述沉淀剂（氨水）相比较，本文还选用了碱性较为温和的碳酸氢铵，研究其对 Al2(SO4)3-NH3?H2O法制备拟薄水铝石物化性能的影响。结果表明：碳酸氢铵取代氨水作为沉淀剂与硫酸铝反应，所得前驱体为复合盐NH4Al(OH)2CO3，孔结构与比表面积最佳；而碳酸氢铵参与到 Al2(SO4)3-NH3?H2O反应前后则对产物性质影响不大，所得前驱体均为拟薄水铝石，其物性较并流进料方式制得的拟薄水铝石性质略差或相当。
　　本论文的创新点在于：首次系统性地研究了四种成胶方式对Al2(SO4)3-NH3?H2O法制备拟薄水铝石物化性能的影响，筛选出能够制备具有良好比表面积和孔结构拟薄水铝石的方法。采用物料并流的成胶方式与Al2(SO4)3-NH3?H2O法相结合，其中反应物在反应底液中缓慢接触沉淀，体系的化学环境比较稳定，pH值始终稳定地控制在有利于拟薄水铝石结晶的范围内，制得的拟薄水铝石结晶度高、纯度好。所制得的载体应用于裂解汽油加氢催化剂表现出良好的活性和选择性，对该领域的技术人员具有一定的参考价值。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 引言

1.2活性氧化铝与拟薄水铝石

1.3活性氧化铝的制备方法及研究进展

1.4活性氧化铝载体的扩孔改性及研究进展

1.5裂解汽油加氢工艺

1.6本文选题目的及论文主要内容

第2章 拟薄水铝石生产工艺的成胶方式研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章结论

第3章 成胶条件对Al2(SO4)3-NH3?H2O法制备拟薄水铝石的影响

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章结论

第4章 钯基催化剂制备、分析表征及性能评价

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4 本章结论

第5章 碳酸氢铵对氧化铝孔结构的影响

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4本章结论

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录