多級孔道ZSM-5分子篩負載鎳催化劑的芳烴加氫裂解研究.pdf

1、隨著石油資源的日益重質(zhì)化和多樣化,芳烴含量高已是石油資源的一個顯著特點,同時在煤焦油深加工領域也面臨著煤瀝青含量較高的難題,因此研究新型高效加氫裂解催化劑以脫除芳烴對于提高油品品質(zhì)具有十分重要的意義。本文以四氫萘為芳烴模型化合物,研究了ZSM-5沸石分子篩負載鎳催化劑的酸性、加氫活性組分在四氫萘加氫裂解反應中所的作用及其對催化劑性能的影響;并針對ZSM-5沸石分子篩因孔徑小,處理涉及大分子反應時位于微孔的酸性、加氫活性組分存在未能充分發(fā)

2、揮作用的不足,從兩個方面展開了研究:一是通過合適的催化劑制備方法,將金屬鎳主要分布于ZSM-5的外表面以避免活性組分布在微孔而未能發(fā)揮作用;二是分別以NaOH和氨水為脫硅劑,對 ZSM-5進行脫硅處理以構建具有多級孔道結構的沸石分子篩,消除催化劑孔徑小對催化劑性能造成的不利影響。研究結果表明:
　　在四氫萘加氫裂解反應體系中,開環(huán)裂解需要催化劑具有一定量的較高強度B酸,并且裂解性能的高低取決于其 B酸量。ZSM-5引入金屬鎳加氫活

3、性組分可提高催化劑的裂解性能,十氫萘因鎳的引入可促進其部分脫氫而利于骨架異構化,進而大幅提高其裂解性能,四氫萘由于本身含有未飽和芳環(huán),鎳對其裂解性能的促進不明顯,但在未擔載鎳的ZSM-5上卻表現(xiàn)出比十氫萘更高的裂解性能。
　　通過直接還原法和檸檬酸絡合法制備 Ni/ZSM-5都可提高催化劑的活性,但催化劑活性提高的原因不同:直接還原法是通過提高金屬鎳的分散度提高催化劑的加氫性能,同時改善其裂解性能;檸檬酸法是由于檸檬酸可與鎳離子形

4、成大分子絡合物,利于更多鎳組分分布于ZSM-5外表面,由于四氫萘加氫裂解反應是發(fā)生在ZSM-5孔道外,從而大大提高了催化劑的活性,但外表面的酸性位因鎳的增多而減少,導致催化劑的裂解性能下降。
　　NaOH脫硅處理可有效構建多級孔道 ZSM-5沸石分子篩,以其為載體的Ni/ZSM-5催化劑加氫性能相比于未處理的催化劑提高了一倍,但是裂解性能也有顯著下降。加氫性能的提高,一方面是介孔的引入消除了大分子的擴散限制,另一方面得益于介孔結構