基本信息
- 项目名称：
- NiW/HY-SBA-15催化剂加氢脱芳烃的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以HY-SBA-15微孔-介孔复合分子筛为载体，担载Ni-W活性组分，制备加氢脱芳催化剂，充分发挥微孔分子筛的酸性和介孔分子筛的大孔径和比表面积的特点，有效提高了载体的性能，使加氢脱芳烃催化剂有更高的活性和选择性，为我国柴油加氢脱芳烃提供了新的途径。
- 详细介绍：
- 本课题以HY-SBA -15复合分子筛为载体，进行了加氢脱芳烃催化剂的制备研究及性能评价。实验首先采用后合成和等体积浸渍法，合成出HY-SBA-15(y)复合分子筛，制备出Ni-W(x)/ HY-SBA-15(y)加氢脱芳烃催化剂；其次对HY-SBA-15(y)复合分子筛进行XRD，BET和FT-IR的表征，分析结果表明，合成的HY-SBA-15(y)复合分子筛不但具有SBA-15的介孔骨架，而且具有HY沸石的微孔晶型，所合成材料为微孔-介孔复合分子筛，且具有较大的孔容、孔径和比表面积，这不但有利于金属活性组分的担载和分散，也有利于柴油大分子的扩散和反应。 实验以萘的十二烷溶液为模型油，在小型固定床加氢实验装置上，对加氢脱芳烃催化剂载体的组成、金属的种类和负载量进行了系统的研究，通过催化剂性能评价，得到了理想的实验结果，研制出HY-SBA -15复合分子筛加氢脱芳烃催化剂。当载体中HY含量为10wt%，金属组分中Ni/W摩尔比为0.5时，即催化剂Ni-W(x)/ HY-SBA-15(y)的加氢脱芳烃活性最佳。脱氮率可达97%以上。 该课题的研究成果为新型、高效、环境友好的加氢脱芳烃催化剂的工业应用，为开发柴油加氢精制的新工艺，为清洁燃料的生产开辟新的途径，提供了重要的依据，具有较强的学术价值、理论价值和实际意义。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 油品中的芳烃类化合物燃烧可产生有害的气体，对环境造成污染，因此减少和脱除石油产品中的芳烃，受到人们的广泛关注，本课题以微孔-介孔复合分子筛为载体，利用介孔材料的孔道优势与微孔分子筛的强酸性和高水热稳定性，使两种材料优势互补、协同，制备加氢脱芳烃催化剂，用于油品的加氢脱芳烃，可以生产出环境友好的石油产品。
科学性、先进性及独特之处
- 微孔-介孔复合分子筛，既有微孔分子筛的酸性和水热稳定性，也具有介孔分子筛大比表面，大孔径的特点。将其用作石油馏分的加氢脱芳烃催化剂的载体，有利于金属活性组分的分散，也有利于在反应中大分子的扩散，与传统的催化剂相比提高了反应效率。关于微孔-介孔分子筛用于加氢裂化反应催化剂的载体，有相应的报道，但于加氢脱芳烃催化剂未见相关报道，因此具有一定的创新性。
应用价值和现实意义
- 芳烃影响柴油的燃烧性能，造成环境污染，新的质量标准对柴油中的芳烃限制更加严格，因此脱出柴油中的芳烃成为人们关注的热点。本课题是工业加氢脱芳烃催化剂的基础研究，该催化剂的研制成功，将为油品的精制提供一条新的工艺。其原子经济性好，实用价值高，有可观的潜在经济效益。
学术论文摘要
- 以HY-SBA-15微孔-介孔复合分子筛为载体，担载Ni-W活性组分，制备加氢脱芳催化剂。采用X射线衍射分析、红外光谱分析和N2吸附-脱附分析等表征技术对所合成的HY-SBA-15复合分子筛进行表征，结果表明，合成的HY-SBA-15复合分子筛不单具有SBA-15的介孔骨架，而且具有HY的微孔晶型，具有较大的孔容、孔径和比表面积。将其用于加氢脱芳烃催化剂，当载体中HY含量为10 wt%，Ni/W摩尔比为0.5时，Ni-W(0.5)/ HY-SBA-15(10)催化剂的加氢脱芳烃性能最佳。在最佳实验条件下模型化合物的脱芳率达到95.1%。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]周亚松，刘全昌，马海峰. NiW/CTS-n催化剂的加氢脱芳性能研究[J].石油学报(石油加工)，2006，22(3)：13~17. [2]温钦武，沈健，李会鹏，赵昕，李春晶. 介孔分子筛催化剂Co-Mo/SBA-15的制备及其加氢脱硫性能, 石油学报(石油加工),2009,25(1):42~47.
同类课题研究水平概述
- 现今人们对新型加氢脱芳烃催化剂及工艺过程的探索有十分浓厚的兴趣。微孔-介孔复合分子筛具有微孔和介孔双模型孔分布，结合了介孔材料的孔道优势与微孔分子筛的强酸性和高水热稳定性，可避免单一孔结构的缺陷，充分发挥各自的优势，在处理组分复杂、分子大小不一的混合物时具有较高的适用性。复合分子筛由于介微孔相共存，并在形成过程中，介孔孔壁可能发生再结晶变得较厚，相应热稳定性得到提高，适用性更强。 Ooi等人用晶种法合成了ZSM-5/MCM-41（SBA-15）复合分子筛，考察了其对棕搁基脂肪酸的催化性能，并与HZSM-5和MCM-41对比，发现合成的复合分子筛具有较高的苯、甲苯、二甲苯选择性；Twaiq等人用ZSM-5作晶种合成了ZSM-5/MCM-41复合分子筛，考察了它对棕搁油的裂化性能，在与HZSM-5和MCM-41对比之后，发现复合分子筛催化棕搁油裂化时具有较高的芳烃选择性。 任靖等在水热条件下合成了包覆型MCM-41-HY复合分子筛，以二苯并噻吩为模型化合物,考察了该材料担载NiMo催化剂的加氢脱硫活性。结果表明：MCM-41-HY复合分子筛与MCM-41和HY的机械混合物担载NiMo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性相当。 目前关于微孔-介孔复合分子筛合成的研究较多，但是在石油加工中的应用研究很少，且主要集中在用于加氢裂化性催化剂。以HY-SBA-15微孔-介孔复合分子筛为载体，担载Ni-W活性组分，制备深度加氢脱芳催化剂，经查阅国内外相关文献，未见报道，本课题具有创新性。HY-SBA-15微孔-介孔复合分子筛为载体研制加氢脱芳烃催化剂，开发加氢脱芳烃新工艺，具有十分重要的现实意义。
