萘加氢合成十氢萘催化剂的制备及反应工艺研究

《萘加氢合成十氢萘催化剂的制备及反应工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国科学院山西煤炭化学研究所硕士学位论文萘加氢合成十氢萘催化剂的制备及反应工艺研究姓名：朱红英申请学位级别：硕士专业：工业催化指导教师：赵亮富20090501摘要十氢萘具有很强的溶解能力，能在较低温度下溶解超高分子量聚乙烯：同时，十氢萘易挥发，用80℃氮气即可将98％以上的十氢萘从纤维上吹下来，可以回收。所以，十氢萘是超高分子量聚乙烯“干法纺丝工艺”的最佳溶剂。除可作溶剂外，十氢萘还可作为超高音速飞行器最佳的脱氢、裂解“吸热燃料”以及作为汽车用燃料电池最佳的贮氢媒体。目前，我国尚无十氢萘产品的合成技术及其生产装置，需要进口，且价格昂贵。国外，仅有少数几家公司生产并销售十氢萘。由于我国

2、的萘资源比较丰富，十氢萘产品可以由萘直接催化加氢进行生产。因此，开发最佳的萘加氢催化剂及加氢工艺、在较低压力和温度下合成出达到国外产品质量标准的十氢萘，填补国内空白，是本课题研究开发和创新的内容。研究内容包括催化剂的选择，最佳反应温度、压力和液时体积空速的确定，实现在提高萘的稳态转化率的基础上减少副反应物的产生。本论文针对萘加氢反应，选取镍基催化剂为研究对象，采用XRD、TPR和活性评价等方法对催化剂的物化性质和催化性能进行了研究，考察了不同镍基催化剂结构和反应性能的关系。并最终确定采用镍铝催化剂作为萘加氢饱和催化剂，将选定的催化剂在固定床反应器中进行工艺条件的优化试验，讨论了各种反

3、应条件对反应物转化率以及产物的选择性的影响。1、采用等体积浸渍法制备Ni／海泡石、N濉藻土、Ni／HZSM．5、N竹．A1203催化剂。相同反应条件下，各催化剂的萘加氢催化活性大小依次为：N蜥．A1203>Ni／海泡石>Ni／硅藻土>Ni／HZSM．5。N以-A1203催化剂的比表面积较大，孔结构适宜，有利于Ni物种的分散，并且弱酸比例大，表现出了较高的催化活性和十氢萘选择性，在压力6．0MPa、温度210℃、空速2．4h．1条件下，反应12h，萘的转化率为100％，十氢萘选择性在96％以上。2、不同载体镍基催化剂对十氢萘反顺质量比的变化影响不同，Ni／HZSM．5催化剂随时间延长十

4、氢萘反顺质量比逐渐增大，而其他3种催化剂随时间的变化成下降趋势。3、在空速0．6-6．0h．1，温度210-250℃，压力不低于5．4MPa反应条件下，萘加氢合成十氢萘催化剂的制备及反应工艺研究N晰．A1203催化剂上的反式和顺式十氢萘总选择性可达95％以上，萘的转化率可达100％。根据十氢萘反顺质量比随空速、温度和压力的变化趋势，做进一步的研究，结果显示，在保持十氢萘总选择性高于95％的前提下，可实现反式与顺式十氢萘各自的高选择性生成，反顺质量比可取得高值8．70和低值0．86。4、助剂的加入造成Ni／v—A120a催化剂的结构和反应行为发生较为明显的变化。助剂Li、Mg的引入不同

5、程度的抑制了催化剂的加氢活性；助剂La、W的引入提高了催化剂的活性和十氢萘选择性，添加助剂La的催化剂催化活性最高，在反应压力5．7MPa、反应温度210℃、空速1．2h-1条件下，反应24h，Ni．La／y-A1203催化剂上的十氢萘选择性达到97．36％。5、XRD和TPR的结果表明，稀土金属La的引入有利于N晰．A1203催化剂中NiO晶粒的细化，促进Ni物种在7-A1203载体表面的分散，削弱载体和Ni物种之间的相互作用，进而提高催化剂的活性和选择性。关键词：萘；加氢；十氢萘；反顺质量比；镍基催化剂；载体；助剂ⅡABSTRACTAbstractDecalinisaveryst

6、rongsolvent,whichmakesitcalldissolvesuperhigllmolecularweightpolyethyleneatlowtemperature．Anddecalinhasastrongvolatility；itcallbede巾edawayfromfiberby80centigradenitrogenandthenreclaim．Decalinhasbeenthebestsolventofsuperhighmolecularweightpolyethyleneintheprocessofdryfilature．Besides，decalinCanb

7、eusedasthebestendothermicfuelofdehydrogenationandcrackinginramjetandasahydrogensourceforfuel-cellvehicle．ThereisnosyntheticaltechnologyandproductioninstallationofdecalininChinanow．Thedecalinproductionneedstobeimported，anditisexpen