汽油和柴油馏分加氢脱硫催化剂及反应动力学研究

论文题目: 汽油和柴油馏分加氢脱硫催化剂及反应动力学研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 化学工程

作者: 余夕志

导师: 王延儒

关键词: 加氢脱硫,加氢脱氮,磷化镍,噻吩,二苯并噻吩,动力学,汽油,柴油,催化剂,人工神经网络

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第1章 文献综述

1.1 引言

1.2 NI_2P催化剂研究进展

1.2.1 Ni_2P的物性及结构

1.2.2 Ni_2P的制备方法

1.2.3 Ni_2P的催化性能

1.2.4 Ni_2P与其它过渡金属磷化物的加氢脱硫性能比较

1.2.5 载体对负载型Ni_2P催化剂HDS和HDN性能的影响

1.2.6 TiO_2载体在硫化物加氢脱硫催化剂究进展

1.3 影响加氢脱硫(HDS)的主要因素

1.3.1 催化剂的影响

1.3.2 预处理条件的影响

1.3.3 反应条件的影响

1.3.4 抑制剂的影响

1.4 加氢脱硫反应动力学

1.4.1 假1级反应动力学模型

1.4.2 假2级反应动力学模型

1.4.3 快慢1级反应动力学模型

1.4.4 n级反应动力学模型

1.4.5 L-H型动力学模型

1.4.6 集总动力学

1.5 论文选题指导思想

1.6 参考文献

第2章 实验方法

2.1 NI_2P/TIO_2催化剂制备

2.1.1 TiO_2负载Ni_2P催化剂前驱体的制备

2.1.2 TiO_2负载Ni_2P催化剂的制备

2.2 样品表征方法

2.2.1 程序升温还原(H_2-TPR)

2.2.2 X射线衍射(XRD)

2.2.3 BET比表面积(N_2吸附)

2.3 NI_2P/TIO_2催化剂上加氢脱硫性能的评价

2.3.1 催化剂的活性测定及活性评价装置

2.3.2 产物分析方法

2.4 工业NIW/AL_2O_3催化剂上加氢脱硫动力学实验

2.4.1 实验装置及流程

2.4.2 模型化合物DBT加氢反应产物的分析

2.4.3 反应性能评价指标

第3章 NI_2P/TIO_2催化剂制备及其加氢脱硫性能

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.2.1 TiO_2载体上前驱体的程序升温还原条件的确定

3.2.2 催化剂表征

3.2.3 催化剂的催化反应性能

3.3 本章小结

3.4 参考文献

第4章 NI_2P/HZSM-5制备及其加氢脱硫性能

4.1 引言

4.2 结果与讨论

4.2.1 催化剂表征

4.2.2 催化剂的HDS性能

4.2.3 Ni_2P/HZSM-5上二苯并噻吩HDS活性和稳定性

4.3 本章小结

4.4 参考文献

第5章 二苯并噻吩在NIW/AL_2O_3催化剂上的加氢脱硫动力学

5.1 引言

5.2 结果与讨论

5.2.1 内外扩散影响的消除

5.2.2 质量液时空速的影响

5.2.3 氢油比对HDS结果的影响

5.2.4 氢分压对HDS结果的影响

5.2.5 反应温度对HDS结果的影响

5.2.6 动力学方程的建立

5.3 本章小节

5.4 参考文献

第6章 喹啉在NIW/AL_2O_3催化剂上的加氢脱氮动力学

6.1 引言

6.2 结果与讨论

6.2.1 喹啉HDN反应网络

6.2.2 氢油比的影响

6.2.3 反应温度的影响

6.2.4 氢分压的影响

6.2.5 喹啉HDN反应动力学模型

6.3 本章小节

6.4 参考文献

第7章 NIW/AL_2O_3催化剂上喹啉对二苯并噻吩加氢脱硫的抑制影响

7.1 引言

7.2 结果与讨论

7.2.1 喹啉对DBT的HDS活性的影响

7.2.2 反应温度的影响

7.2.3 压力的影响

7.2.4 喹啉存在下DBT的HDS动力学模型

7.2.5 模型检验

7.3 本章小结

7.4 参考文献

第8章 高温下工业NIW/AL_2O_3催化剂上萘的加氢饱和反应规律

8.1 引言

8.2 结果与讨论

8.2.1 萘加氢反应产物分布

8.2.2 反应温度的影响

8.2.3 反应压力的影响

8.2.4 空时的影响

8.3 本章小节

8.4 参考文献

第9章 柴油的加氢脱硫及脱硫率预测研究

9.1 引言

9.2 实验结果

9.2.1 反应温度对柴油HDS的影响

9.2.2 压力对柴油HDS的影响

9.2.3 氢油比对柴油HDS的影响

9.3 使用人工神经网络方法建立HDS动力学模型

9.3.1 BP人工神经网络及其在化工方面的应用

9.3.2 BP神经网络的模型结构及算法

9.3.3 网络结构设计

9.3.4 BP人工神经网络的实现方法

9.3.5 网络训练与预测

9.3.6 由BP神经网络模型检验HDS反应的影响因素

9.4 本章小节

9.5 参考文献

第10章 结论

攻读博士期间发表论文情况

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

• [1].MoS2和CoMoS相结构与加氢脱硫反应化学研究[D]. 王薇.石油化工科学研究院2015
• [2].金属磷化物催化剂制备、改性及其加氢脱硫（氮）反应性能[D]. 孙志超.大连理工大学2014
• [3].钼基介孔氧化物的制备及加氢脱硫性能[D]. 刘欢.中国石油大学(华东)2016
• [4].介孔材料担载贵金属加氢脱硫反应性能研究[D]. 周峰.大连理工大学2010
• [5].氧化铝形貌结构控制与MoS2活性相的构建[D]. 李学辉.中国石油大学(华东)2016
• [6].FCC汽油萃取精馏耦合重馏分加氢脱硫新技术研究[D]. 沈海涛.华东理工大学2014

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• [3].汽油馏分的吸附脱硫及红外光谱研究[D]. 田福平.大连理工大学2006
• [4].CeO2改性贵金属催化剂在加氢脱硫反应的性能研究[D]. 鲁勋.南昌大学2008

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