堇青石质整体式催化剂的制备、表征及噻吩加氢脱硫性能

摘要

分别采用涂敷法和浸渍法制备了一系列堇青石质新型整体式加氢脱硫催化剂，用XRD、N2吸附脱附、SEM和XPS等手段对所制备的催化剂进行了物理-化学特性表征；并以噻吩加氢脱硫为模型反应，在连续流动高压直流管式固定床反应装置上对所制备催化剂的加氢脱硫（HDS）性能进行了实验研究。 酸预处理条件对堇青石载体本体结构及其涂敷能力影响的实验结果表明：酸处理可以提高堇青石载体的比表面积、增加微孔数量和提高涂层负载量。比表面积仅为0．8㎡/g的堇青石经50％的草酸分别煮沸1 h和4 h后，其比表面积可分别增至50．7㎡/g和188．4㎡/g；活性胶的负载率也由8％分别提高到10％和25％。在满足机械强度要求情况下，堇青石预处理时的酸浓度越大，煮沸时间越长，涂敷效果越好。 对所制备催化剂的HDS性能分析结果表明：活性胶的pH值、溶胶种类、堇青石孔尺寸以及扩孔剂的加入对催化剂性能影响较大。对于用涂敷法制备的催化剂（1）由pH=3的活性胶制备的催化剂具有更好的HDS活性；（2）与孔密度400 cpsi（cells per square inch）堇青石载体相比，600 cpsi堇青石载体制备的整体式催化剂具有更高的HDS活性。如325℃时，600 cpsi和400 cpsi堇青石所制铝溶胶催化剂噻吩HDS转化率分别为87．75％和78．02％；（3）硅溶胶催化剂的活性要优于铝溶胶催化剂的活性；（4）活性胶中加入尿素扩孔剂有利于催化剂活性的提高。如300℃时，活性胶中未加入尿素时，硅溶胶和铝溶胶催化剂HDS活性分别为70．02％和68．8％，加入尿素后，HDS活性分别提高到88．66％和85．03％。对于用浸渍法制备的催化剂（1）堇青石负载铝溶胶、硅溶胶、硅铝溶胶三种涂层后，浸渍活性溶液，活性组分的负载率顺序是：硅铝溶胶>铝溶胶>硅溶胶；（2）溶胶和活性溶液中加入尿素后，活性组分的负载率均大大增加；（3）在相同实验条件下，三种溶胶涂层所制催化剂HDS活性顺序是：铝溶胶>硅铝溶胶>硅溶胶。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1世界石油的发展状况

1.2加氢脱硫催化剂的研究现状

1.2.1活性组分

1.2.2载体

1.2.3新型商业加氢脱硫催化剂

1.3噻吩加氢脱硫的反应机理

1.4整体式催化剂简介

1.4.1载体

1.4.2涂层

1.4.3活性组分

1.5整体式催化剂的制备

1.5.1堇青石的预处理

1.5.2过渡涂层的制备

1.5.3活性组分的负载

1.6本课题的选题意义及研究内容

1.6.1本研究的目的和意义

1.6.2本论文的内容设计

第二章实验部分

2.1实验原料及设备

2.2催化剂的制备

2.3催化剂的表征

2.3.1催化剂的BET表征

2.3.2催化剂的XRD表征

2.3.3催化剂的SEM表征

2.3.4催化剂的XPS表征

2.3.5催化剂的机械强度表征

2.4催化剂的活性评价

2.4.1实验条件

2.4.2催化剂的活性评价

2.4.3转化率计算公式

第三章 酸预处理条件对堇青石载体结构及其涂层负载能力的影响

3.1引言

3.2酸蚀预处理条件对堇青石物化性能的影响

3.2.1酸蚀条件对堇青石失重率的影响

3.2.2酸蚀条件对堇青石表面织构的影响

3.2.3酸蚀条件对堇青石载体机械强度的影响

3.3酸处理前后堇青石载体的表征

3.3.1 SEM

3.3.2 XRD

3.3.2 XPS

3.4预处理条件对堇青石涂层负载能力的影响

3.5小结

第四章涂敷法整体式加氢脱硫催化剂的制备及其HDS反应性能

4.1引言

4.2涂敷法整体式加氢脱硫催化剂的制备

4.2.1铝溶胶整体式催化剂的制备

4.2.2硅溶胶整体式催化剂的制备

4.3涂敷法整体式加氢脱硫催化剂的表征

4.3.1 SEM

4.3.2 XRD

4.3.3 XPS

4.4涂敷法整体式催化剂HDS反应性能研究

4.4.1铝溶胶整体式催化剂HDS反应性能研究

4.4.2硅溶胶整体式催化剂HDS反应性能研究

4.4.3铝溶胶与硅溶胶整体式催化剂HDS反应性能比较

4.5小结

第五章浸渍法整体式加氢脱硫催化剂的制备及其HDS反应性能

5.1引言

5.2浸渍法整体式加氢脱硫催化剂的制备

5.2.1堇青石载体的预处理

5.2.2过渡涂层的制备

5.2.3活性组分的担载

5.3活性组份负载结果比较

5.4浸渍法整体式加氢脱硫催化剂的表征

5.4.1 SEM

5.4.2 XRD

5.4.3 XPS

5.5浸渍法整体式催化剂HDS反应性能研究

5.5.1铝溶胶涂层催化剂HDS反应性能研究

5.5.2硅铝溶胶涂层催化剂HDS反应性能研究

5.5.3硅溶胶涂层催化剂HDS反应性能研究

5.5.4溶胶类型对催化剂HDS反应性能影响

5.6小结

第六章结论

参考文献

致谢

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