原位溶胶-凝胶法制备深度加氢脱芳催化剂NiO-MoO3/SiO2-Al2O3-TiO2

 利用原位溶胶-凝胶技术制备不同SiO₂含量及Ni/Mo摩尔比的负载型NiO-MoO₃/SiO₂-Al₂O₃-TiO₂深度加氢脱芳烃催化剂。采用ICP、N₂吸附-脱附等温线及XRD方法,表征催化剂的物化性质、结构特征;采用TPD、TPR手段,考察催化剂的酸强度以及活性组分Ni与载体的相互作用;在固定床加压连续微反装置上,以航空煤油为原料,进行深度加氢脱芳催化反应,考察催化剂的活性和稳定性。结果表明,原位溶胶-凝胶法制备的Ni基负载型催化剂的操作工艺简单,且不改变原载体的表面结构特征,通过表面涂硅处理及改变SiO₂含量,达到调节催化剂酸强度的目的;MoO₃的加入能够增加Ni原子的活性位,减弱其与载体的相互作用。催化剂的总金属含量较高(30%)时,显示出良好的加氢脱芳烃性能及稳定性。航空煤油深度加氢脱芳烃产品油中总芳烃的质量分数小于0.002%。     

用原位溶胶-凝胶法制备的NiO-TiO2/ZSM-5催化剂的喷气燃料加氢脱芳性能的研究

研究了原位溶胶凝胶镀膜法制备NiOTiO2/ZSM5催化剂的制备工艺和条件对催化剂性能的影响。实验结果表明,NiOTiO2/ZSM5催化剂克服了NiOTiO2SiO2催化剂对孔结构过分依赖的缺点,在喷气燃料加氢中显示出了很高的加氢脱芳性能。该催化剂加氢脱芳反应适宜的催化剂的还原温度在380～400℃,Ni与Ti摩尔比为3.43～6.52,并且反应温度范围较宽,当压力大于1.2MPa,镍含量大于6.0%时,压力和空速的变化对催化剂加氢脱芳性能的影响不明显。在反应温度180℃、压力1.2MPa、LHSV2.0h-1、氢油体积比500∶1的条件下,该催化剂表现出较好的脱芳烃活性和稳定性,产品中的芳烃含量低于100μg/g。     

用原位溶胶-凝胶法制备的NiO—TiO／ZSM-5催化剂的喷气燃料加氢脱芳性能的研究

研究了原位溶胶一凝胶镀膜法制备NiO-TiO2／ZSM-5催化剂的制备工艺和条件对催化剂性能的影响。实验结果表明，NiO-TiO2／ZSM-5催化剂克服了NiO-TiO2-SiO：催化剂对孑L结构过分依赖的缺点，在喷气燃料加氢中显示出了很高的加氢脱芳性能。该催化剂加氢脱芳反应适宜的催化剂的还原温度在380～400℃，Ni与Ti摩尔比为3．43～6．52，并且反应温度范围较宽，当压力大于1．2MPa，镍含量大于6．0％时，压力和空速的变化对催化剂加氢脱芳性能的影响不明显。在反应温度180℃、压力1．2MPa、LHSV2．0h、氢油体积比500：1的条件下，该催化剂表现出较好的脱芳烃活性和稳定性，产品中的芳烃含量低于100μg／g。     

负载型磷化钼催化剂的制备及其加氢脱氮活性研究

采用溶胶-凝胶法制备出三元复合载体TiO2-ZrO2-SiO2并负载磷化钼,以其为载体原位还原制备出加氢脱氮催化剂MoP/TiO2-ZrO2-SiO2。以喹啉为模型化合物,考察了三元复合载体TiO2-ZrO2-SiO2中Ti/Zr/Si的不同配比和还原条件对催化剂加氢脱氮性能的影响。结果表明,n(Ti)/n(Zr)/n(Si)为6∶1∶10的复合载体其比表面积和孔结构最为理想,在升温速率为2℃/min,还原H2流速为60 mL/min,还原压力为0.5 MPa,还原终温为600℃的最佳还原条件下,其加氢脱氮率达97.85%。     

NiWP/Hβ-Al_2O_3催化剂的柴油加氢性能

采用NaOH溶液对Hβ沸石进行扩孔处理,得到含有等级孔的Hβ沸石,将其与Al2O3机械研磨制备混合载体,采用等体积浸渍法制备了NiWP/Hβ-Al_2O_3催化剂。在小型固定床反应器上,进行催化裂化柴油加氢精制实验。采用FTIR、XRD、BET、N_2吸附-脱附等手段对载体及催化剂试样进行了表征。考察了反应温度、压力、液态空速及氢油体积比等反应条件对催化剂加氢性能的影响。表征结果显示,加入Hβ沸石后,催化剂的比表面积增大,强酸量和B酸量增加,开环裂化性能增强。实验结果表明,在温度360℃、压力8 MPa、液态空速1.0h~(-1)、氢油体积比800的条件下,脱硫率达99.77%,十六烷值可提高至55.39。     

负载型Pd-CuO/γ-Al_2O_3双金属催化剂上O_2-TPD-MS的特性

运用ＸＲＤ、ＴＰＤ－ＭＳ及色谱－微反流动法等手段，研究了Ｐｄ－ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３双金属催化剂物相结构、表面氧性能及对催化活性的影响。结果表明，双金属催化剂中由于Ｐｄ－ＣｕＯ间的相互作用，使催化剂活性组份的表面分散状态发生了变化。研究还表明不同的Ｐｄ／ＣｕＯ比对ＣＯ和ＣＨ４的氧化具有不同的活性，可通过调变活性组份含量比，改善催化剂上氧的吸、脱附行为，从而起到提高活性的作用。     

NiW/CTS-n催化剂的加氢脱芳性能研究

采用溶胶-凝胶结合CO2超临界干燥的方法制备了TiO2-SiO2（CTS-n）复合氧化物载体，采用分步浸渍法制得了柴油加氢精制催化剂NiW／CTS-n，以四氢萘／正庚烷溶液为芳烃模型化合物，考察了NiW／CTS-n催化剂的脱芳烃性能。结果表明，具有较高Lewis酸含量的NiW／CTS-n催化剂具有好的脱芳烃性能；采用磷（P）与分子筛改性的方法及提高金属担载量或提高金属分散程度，可以提高催化剂的脱芳烃性能；以HY分子筛改性的NiW／CTS-n催化剂对大庆重油催化裂化柴油中的各类芳烃有更好的加氢饱和性能，可以更大幅度地提高十六烷值。     

超细镍基催化剂对环戊二烯的选择性催化加氢性能

用原位溶胶-凝胶法制备了不同SiO_2含量及不同n(Ni):n(Mo)的负载型高性能超细镍金属NiO-MoO_3 /SiO_2-Al_2O_3-TiO_2催化剂。并以双环戊二烯为原料,经过热解聚得到环戊二烯,用脉冲反应色谱法研究了环戊二烯的选择性加氢生成环戊烯的过程。使用配方为S_2的催化剂,在反应温度50℃,载气流速30 mL/min,双环戊二烯进样量10μL时,环戊烯的选择性达到100%。由程序升温还原及正丁胺程序升温脱附法分析表明,催化剂的表面产生了还原性能不同的多种镍原子活性位,金属镍与载体间的相互作用增强,为中等强度的酸性催化剂。脉冲反应过程动力学的研究表明,该反应机理符合Rideal-Eley模型,并用该模型估算了环戊二烯加氢生成环戊烯的表观活化能,其结果为82.8 kJ/mol。     

制备条件对MoP/γ-Al_2O_3催化剂加氢性能的影响

采用机械混合法和浸渍法制备了一系列MoP／γ-Al2O3催化剂,并考察了制备条件对催化剂性能的影响。对所制备的催化剂进行了XRD表征。采用高压连续微反对含噻吩、吡啶和环己烯的模型化合物进行了加氢活性评价,反应温度为340℃和370℃,反应压力为3.0 MPa,发现浸渍法和机械混合法均可制得性能良好的催化剂。催化剂的活性与载体γ-Al2O3加入到制备体系中的时间有关,载体加入反应体系的时间越早,催化剂的活性越高。催化剂活性最高时的脱氮率、脱硫率和降烯烃率可分别达到91.5％,77.3％和84.1％。     

MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其加氢脱氮性能研究

采用原位溶胶-凝胶法制备不同TiO_2含量的MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3催化剂。在反应温度300～400℃、反应压力3 MPa的条件下,以含喹啉的正十二烷溶液为模型化合物,在连续固定床反应器上,对所制备的催化剂进行加氢脱氮活性评价,考察不同TiO_2含量和助剂对催化剂加氢脱氮性能的影响。结果表明,TiO_2含量对载体比表面积、孔径和孔体积有较大影响,当n(Ti):n(Al):n(Si)为1:4:1时,催化剂的加氢脱氮效果最好;助剂Co的加入对催化剂加氢脱氮活性的促进作用比较明显,助剂Co的质量分数为2%时,制备的催化剂在最佳条件下可全部脱除模型化合物中的喹啉。     

NiO／SiO_2－Al_2O_3超细催化剂上CO氧化反应的研究

采用溶胶凝胶－超临界干燥法制备的ＮｉＯ／ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３催化剂对ＣＯ氧化显示出可与贵金属催化剂相类比的优良活性。以ＣＯ氧化的最低完全转化温度为基准，研究了不同制备参数对反应行为的影响规律，并结合程序升温还原（ＴＰＲ）结果对其活性位进行了探讨。结果表明，在ＮｉＯ／ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３系催化剂上ＣＯ氧化反应具有两类不同的活性位：ＮｉＯ及八面体配位的镍；制备参数通过影响活性位从而影响反应行为；优化制备参数为ＮｉＣｌ２前驱物、ＳｉＯ２载体、３％含量及制载体浸渍     

NiO／SiO_2－Al_2O_3超细催化剂上CO氧化反应的研究

采用溶胶凝胶－超临界干燥法制备的ＮｉＯ／ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３催化剂对ＣＯ氧化显示出可与贵金属催化剂相类比的优良活性。以ＣＯ氧化的最低完全转化温度为基准，研究了不同制备参数对反应行为的影响规律，并结合程序升温还原（ＴＰＲ）结果对其活性位进行了探讨。结果表明，在ＮｉＯ／ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３系催化剂上ＣＯ氧化反应具有两类不同的活性位：ＮｉＯ及八面体配位的镍；制备参数通过影响活性位从而影响反应行为；优化制备参数为ＮｉＣｌ２前驱物、ＳｉＯ２载体、３％含量及制载体浸渍     

在Pd/γ-Al_2O_3催化剂上气相苯加氢反应动力学研究

采用微反装置研究了在加压条件下气相苯在Pd/γ-Al2O3催化剂上加氢反应的本征动力学。根据催化剂颗粒的孔径分布,通过理论计算得到了催化剂不发生内部部分润湿的实验操作条件。在此基础上,通过实验测得了不同反应条件下的组分分压和反应速率。假设在催化剂表面上存在两类不同的活性中心,一类吸附氢,另一类吸附苯及反应中间物,氢与苯之间为非竞争吸附;并假定向苯环上加入第一个氢原子的表面反应为速率控制步骤,进而导出动力学方程。实验数据验证了该动力学模型的合理性。     

MoNi/γ- Al2O3-TiO2重整石脑油选择性加氢催化剂的研究

 采用NH3-TPD、SEM-EDS、XRD、压汞法等方法考察不同TiO2含量对重整石脑油选择性加氢催化剂MoNi/γ-Al2O3-TiO2物化性质的影响，并进行了TiO2含量与催化剂加氢活性及加氢选择性的关联实验。结果表明，MoNi/Al2O3-TiO2催化剂的酸性中心以弱酸、中强酸为主；随着载体中TiO2含量的增加，催化剂比表面积、总酸量降低，催化剂侧压强度略有下降。载体γ-Al2O3-TiO2中以γ-Al2O3为骨架结构，TiO2和γ-Al2O3之间存在相互作用，形成均匀的复合载体；载体表面上具有较发达的孔结构。当TiO2质量分数小于10%时，TiO2在载体中均匀分散；随着TiO2含量进一步增加，TiO2聚集加快，晶粒增长迅速，出现了TiO2的锐钛矿晶相。TiO2质量分数为10%时，活性组分Al、Ti、Mo、Ni均匀分布在MoNi/ γ-Al2O3-TiO2催化剂中。在重整石脑油的选择性加氢反应中，随着载体中TiO2含量的增加，催化剂的加氢活性有所降低，但加氢选择性提高。     

改性Cu基Al_2O_3-TiO_2负载型糠醛选择加氢催化剂的研究

采用并流共沉淀沉积法制备了Cu基Al2O3-TiO2负载型催化剂,考察了Cu/Zn比,碱金属、碱土金属和La助剂对催化剂糠醛加氢性能的影响,并采用TPR、XPS等表征手段对催化剂进行了表征。研究表明,最佳铜锌比为3∶2(w),载体碱性提高和La助剂的加入都使得Cu向催化剂表面富集和表面Cu/Zn比的提高,同时La的加入也大大提高了催化剂的稳定性。     

Co-Fe/γ-Al_2O_3催化剂上肉桂醛选择加氢为肉桂醇的研究

研究了肉桂醛选择加氢为肉桂醇的催化剂Co Fe/γ Al2O3,考察了助剂Fe含量、焙烧温度、催化剂用量、反应时间等对催化剂加氢性能的影响。研究表明,Fe的引入较大地提高了催化剂的活性和选择性,当n(Fe)/n(Co)=0 08及焙烧温度为823K时催化剂活性最高,在pH2为2 0MPa,催化剂用量为0 2g/ml(肉桂醛),反应时间为1h,肉桂醛的转化率达到14 78%,增幅17 02%,肉桂醇的选择性为94 37%,提高5 78%。Co Fe/γ Al2O3催化剂加氢反应存在诱导期,反应时间应大于2h,反应5h肉桂醛的转化率达到60 51%,肉桂醇的选择性为96 26%,催化剂用量应介于0 20g/ml(CMA)和0 28g/ml(CMA)间。     

Pt-Pd/SiO2-Al2O3催化剂芳烃加氢饱和性能研究

以SiO2质量分数40%的无定形硅铝和氢氧化铝干胶为主要原料,制备不同SiO₂含量的SiO₂-Al₂O₃载体,以氯铂酸和氯化钯为Pt和Pd的前躯物配制浸渍液,并用等体积浸渍法制备Pt-Pd/SiO₂-Al₂O₃催化剂。采用N₂吸附-脱附、X射线衍射、程序升温脱附、金相显微镜、透射电子显微镜等手段对所制备催化剂进行表征,在10 mL固定床加氢装置上,以2%（w）四氢萘+10%（w）十氢萘+88%（w）异辛烷混合物为原料对催化剂进行芳烃加氢活性评价。结果表明：在SiO₂质量分数为20%~40%范围内,随着SiO₂含量的增加,催化剂的比表面积增大,晶相组成不变,中强酸酸量增加,L酸酸量减少,B酸酸量增加;Pt-Pd在SiO₂-Al₂O₃载体上的分散由蛋壳型转变为均匀型,分散度增加;其催化四氢萘加氢的活性提高。随着浸渍液中盐酸浓度增加,催化剂上活性组分的分散度先增大后减小,盐酸浓度为0.1 mol/L时Pt-Pd/SiO₂-Al₂O₃活性组分的分散度最好,催化剂的四氢萘加氢活性最高。     

Pd/Al2O3-TiO2催化剂的制备条件

 以含K₂O的Al₂O₃-TiO₂复合物为催化剂载体,考察了浸渍液pH值、浸渍液浓度、浸渍时间和焙烧温度对Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂颗粒的蛋壳厚度、Pd粒子粒径等的影响。采用BET、TEM等方法对所制备的催化剂进行了表征,选择较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂进行了C₄馏分选择加氢活性评价。结果表明,随着浸渍液pH值的减小,催化剂颗粒的蛋壳厚度增加;浸渍溶液的浓度越高,浸渍时间越长,越有利于金属在催化剂内层的分布;浸渍液的pH值并不会影响Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂Pd粒子最终的大小。催化剂焙烧温度越高,Pd粒子的平均直径越大,Pd的分散度越小。在反应温度40℃、压力1.5 MPa、体积空速8.0 h^-1、氢/炔摩尔比2.5的条件下,较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂催化C₄馏分加氢的炔烃转化率73%、丁二烯选择性85%、丁二烯损失率2.5%。     

Co-La/γ-Al_2O_3催化剂上肉桂醛选择加氢制备肉桂醇

研究了肉桂醛选择加氢制备肉桂醇的Co-La/γ-Al2O3催化剂,考察了助剂La含量、焙烧温度、催化剂用量、反应时间等对催化剂加氢性能的影响。研究表明,La的加入较大地提高了催化剂的活性,当焙烧温度为823K时催化剂活性最高。在p(H2)为2 0MPa、单位体积肉桂醛的催化剂用量为0 2g/mL、反应时间为1h的条件下,肉桂醛的转化率为17 78%,肉桂醇的选择性为89 18%。Co-La/γ-Al2O3催化剂催化的加氢反应不存在诱导效应,在反应前期(3h)转化率增加较快,肉桂醛的转化率达59 83%,肉桂醇的选择性为92 01%,适宜的催化剂用量为0 24～0 28g/mL。