H2S对NiW/Al2O3和CoMo/Al2O3上二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响

 考察了H2S对NiW/Al2O3和CoMo/Al2O3上二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(DMDBT)加氢脱硫反应的影响. 结果表明,H2S同时抑制DBT和DMDBT两种硫化物的加氢脱硫反应,并且对DBT的抑制作用更为明显. 对于NiW/Al2O3和CoMo/Al2O3两种催化剂,H2S抑制了DBT和DMDBT的直接脱硫路径活性; 对于CoMo/Al2O3催化剂上DBT转化中的加氢反应也有抑制作用,但促进了DMDBT转化中加氢反应的进行. NiW/Al2O3催化剂更易受H2S的影响.     

模型石脑油在硫化Co-Mo／SBA-15催化剂上的加氢异构化反应

通过浸渍法制备了Co/SBA-15、Mo/SBA-15和Co-Mo/SBA-15催化剂,对催化剂的孔结构、物相及表面酸性进行了表征,测定了硫化催化剂上噻吩加氢脱硫及1-己烯加氢异构的反应性能,并与工业Co-Mo/γ-Al2O3催化剂进行了对比.结果表明,Co-Mo/SBA-15催化剂表面具有较强的B酸中心,且对噻吩加氢脱硫具有较高的催化活性;而Co-Mo/γ-Al2O3催化剂表面主要为较强的L酸中心,对1-己烯加氢具有较高的催化活性.Mo/SBA-15催化剂的B酸酸性较强,但同时具有较高的1-己烯加氢活性,故它对1-己烯骨架异构的催化活性不高.Co-Mo/SBA-15催化剂的加氢活性相对较低,1-己烯容易在其较强的B酸中心上发生骨架异构反应,具有潜在的工业化应用前景.     

渣油加氢处理过程中Mo-V/Al_2O_3的催化性能及协同效应

采用孔饱和浸渍法制备了不同Mo/(Mo+V)原子比的Mo-V/Al2O3催化剂,运用拉曼光谱、H2程序升温还原和高分辨透射电镜对催化剂进行了表征,同时以萘为模型化合物,考察了催化剂的加氢活性;以科威特常渣为原料,考察了其加氢脱金属和脱硫活性.结果表明,在上述反应中,Mo与V具有协同作用.由于渣油中金属和硫的存在形态不同,并且V-Mo-S相和V-S相对于渣油加氢脱金属反应的催化作用要大于渣油加氢脱硫反应,因此与Ni-Mo/Al2O3催化剂相比,Mo-V/Al2O3催化剂的脱金属活性较高,而脱硫活性较低.     

压力和温度对4-甲基二苯并噻吩和二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响

研究了4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和二苯并噻吩(DBT)在CoMo/γ-Al2O3上的加氢脱硫反应产物分布及其可能的反应网络,通过反应压力和温度对产物分布影响的研究,揭示了加氢脱硫反应的可能机理。研究发现4-MDBT在CoMo/γ-Al2O3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径和加氢路径进行,且两者反应速率相当；DBT在 CoMo/γ-Al2O3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径进行。4-MDBT分子位于4位的甲基阻碍其在催化剂表面通过硫原子的端连吸附,从而降低了其直接氢解脱硫路径的反应速率,因而也降低了其总的加氢脱硫转化率。反应压力降低,DBT和4-MDBT加氢脱硫反应中加氢路径反应速率明显下降,而其对氢解路径影响较小,但效果却与加氢路径相反,反应压力对4-MDBT转化率的影响大于DBT。反应温度对DBT和4-MDBT加氢脱硫反应中加氢路径和氢解路径都有明显影响,但是对DBT加氢脱硫反应中氢解路径的影响小于加氢路径,而对4-MDBT加氢脱硫反应中氢解路径的影响稍高于加氢路径,4-MDBT分子中甲基的供电子作用有利于相连苯环的加氢反应。     

噻吩加氢脱硫和四氢萘催化加氢反应中的载体和助剂的影响

 为了更好地认识加氢脱硫和催化加氢反应中的载体影响和助剂效应，在同样的催化剂制备方法及反应条件下，研究了噻吩加氢脱硫（HDS）和四氢萘催化加氢（HYD）反应．结果表明，对于无助剂的Mo和W催化剂，载体对催化活性的影响顺序为TiO2－Al2O3＞ZrO2＞Al2O3．助剂的添加改变了催化剂活性顺序．Ni助剂催化剂的活性明显高于Co助剂催化剂．ZrO2担载的添加Ni的Mo和W催化剂分别获得了最佳的HDS和HYD活性．然而，添加Pt的Mo和W催化剂其HDS和HYD活性仅是Pt与Mo（W）二者的加和，Pt与Mo（W）之间没有协同效应．先将担载的Mo和W预硫化再将助剂引入体系的催化剂制备方法可以避免Ni和Co过早硫化形成类硫化镍（或硫化钴）物相，与采用螯合物分子方法制备的催化剂间有一定的相似性．     

Co/γ-Al_2O_3催化剂上肉桂醛的选择加氢──反应性能的考察

研究了γ－Al2O3负载的Co／γ－Al2O3催化剂上肉桂醛的选择加氢反应．反应结果表明,以CoCl2作为前驱物的Co／γ－Al2O3催化剂的选择性要高于以Co（NO3）2作为前驱物的Co／γ－Al2O3催化剂,而活性则正好相反．当钴的负载量小于9％时,随着钴负载量的增加,催化剂的活性和选择性随之增加,当钴的负载量大于9％时,随着钴负载量的增加,Co／γ－Al2O3催化剂的活性略有增加,而生成肉桂醇的选择性变化也很小,认为9％的钴负载量是催化剂反应活性和选择性的一个阈值．在所选定的范围内,反应温度和压力对肉桂醛加氢的选择性几乎没有影响．     

Co/Al2O3催化剂上3-甲基-2-丁烯醛选择性加氢反应

3-甲基-2-丁烯醛(3-MeCal)是一种典型的α,β-不饱和醛,其C=O加氢产物3-甲基-2-丁烯醇(3-MeCol)作为重要的有机中间体,在医药、香料、农药等生产领域有着广泛的应用.我们采用沉积沉淀法制备了Co/Al2O3催化剂,将其应用于3-MeCal液相选择性加氢反应中,考察了反应温度、H2初始压力、催化剂焙烧温度和还原温度对3-MeCal选择性加氢反应的影响.发现反应温度为80℃,H2初始压力为1×106Pa下,加氢反应效果良好.通过H2-TPR与XRD表征了焙烧温度对催化剂的影响,发现适当焙烧温度能增强Co物种与载体Al2O3间作用力.焙烧温度为600℃,还原温度为550℃下制备的催化剂反应48 min后转化率为23.0%,3-MeCol选择性达到88.6%.制备的Co/Al2O3催化剂具有良好的磁性,在外磁场作用下可与液相反应体系实现高效分离,循环使用3次后,催化性能没有明显下降,表现出良好的循环使用性能.     

碳改性对Ni/Al2O3催化剂顺酐加氢合成γ-丁内酯反应性能的影响

通过热解蔗糖/Al2O3前驱体的方法制备了炭包覆改性Al2O3(CCA)载体,并采用等体积浸渍制备了负载量17 %的镍基催化剂.对载体及相应催化剂进行了TPO-MS、N2物理吸附、TPR、XRD等测试表征,并考察了催化剂顺酐(MA)加氢合成γ-丁内酯(GBL)的反应性能.结果表明,适量炭的引入改变了载体Al2O3的表面性质,使金属-载体相互作用减弱,活性组分镍的分散度提高,催化剂在MA加氢反应中表现出高的GBL选择性.当Al2O3中引入8.9 %的炭时,催化剂表现出最高的催化活性,在210 ℃,5 MPa氢气压力下反应3 h时,MA转化率达98%以上,GBL选择性达91.71 %.     

炭改性对Ni/Al_2O_3催化剂顺酐加氢合成γ-丁内酯反应性能的影响

通过热解蔗糖/Al2O3前驱体的方法制备了炭包覆改性Al2O3(CCA)载体,并采用等体积浸渍制备了负载量17%的镍基催化剂.对载体及相应催化剂进行了TPO-MS、N2物理吸附、TPR、XRD等测试表征,并考察了催化剂顺酐(MA)加氢合成γ-丁内酯(GBL)的反应性能.结果表明,适量炭的引入改变了载体Al2O3的表面性质,使金属-载体相互作用减弱,活性组分镍的分散度提高,催化剂在MA加氢反应中表现出高的GBL选择性.当Al2O3中引入8.9%的炭时,催化剂表现出最高的催化活性,在210℃,5 MPa氢气压力下反应3 h时,MA转化率达98%以上,GBL选择性达91.71%.     

碳纳米管负载的Co-Mo催化剂的HDS性能研究

应用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)技术对等体积浸渍法制备的Co—Mo／CNT催化剂进行了表征，采用高压微反装置、以二苯并噻吩为模型化合物，对催化剂进行了HDS活性评价，XRD结果表明：260℃条件下处理催化剂，催化剂的表面物种主要是MoO3，表面物种高度分散；500℃焙烧处理的催化剂的表面物种主要是MoO2，同时在Co—Mo／CNT催化体系中出现了CoMoO3和Co2Mo3O03物种的强衍射峰，高温焙烧时催化剂活性组分在碳纳米管的表面容易聚集形成MoO2等晶体，TPR结果表明：在Co-Mo／CNT催化剂中，表面物种的还原温度低于Co—Mo／γ—Al2O3中物种的还原温度，活性评价表明：催化剂的TPR特性和加氢脱硫活性有很好的对应关系，Co—Mo／CNT具有很高的加氢脱硫选择性，并且活性明显高于Co—Mo／γ—Al2O3催化剂。     

硫化CoMo催化剂上H2同时还原NO和SO2的研究I．H2还原NO反应

研究了Al2O3担载的硫化CoMo催化剂上NO被H2还原的规律，并考察了不同Mo含量的CoMo/Al2O3催化剂、单一的Mo／Al2O3和Co/Al2O3催化剂，以及原料气中H2／NO比对反应活性和选择性的影响。结果表明，硫化的5．1％C-15．2％Mo/Al2O3催化剂具有最高的催化活性和选择性，在200℃以下时反应产物为N2O，在350℃以上时则完全转化为N2．进一步增加Mo含量引起在350－450℃间N2选择性轻微下降，提高原料气中的H2含量可明显提高反应活性和N2选择性，但当n（H2）／n（NO）＞3后反应性能不再变化。催化剂具有较高的稳定性，反应产物中始终未观察到有H2S或SO2产生，即反应未引起催化剂中的晶格S流失。这说明H2的存在抑制了NO对硫化物表面的氧化所导致的催化剂失活。     

纳米膜组装介孔Al2O3：合成及Pt/Al2O3的硝基苯催化加氢性能

以"乙酸乙酯(EA)-偏铝酸钠-水"体系在室温下合成了纳米膜组装介孔Al2O3。研究发现:合成反应时间、静置前搅拌时间、NaAlO2用量、EA用量及反应温度等对合成产物的形貌有影响;另外,与用商品γ-Al2O3制备的Pt/γ-Al2O3催化剂相比,纳米膜组装介孔Al2O3制备的Pt/Al2O3催化剂含有部分易被还原的PtOx物种。在硝基苯催化加氢反应中,用合成Al2O3为载体制备的Pt/Al2O3催化剂,比用商品γ-Al2O3制备的Pt/γ-Al2O3催化剂具有更好的催化活性。     

碳纳米管负载Co-Mo催化剂在孤岛减压渣油加氢裂化反应中的应用

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co/Mo原子比的碳纳米管（CNT）负载Co Mo催化剂。将该系列催化剂用于孤岛减压渣油加氢裂化反应,评价其催化效果,并在相同反应条件下与 γAl2O3负载Co-Mo催化剂的催化性能进行比较。结果表明,Co-Mo/CNT催化剂的催化效果略低于Co-Mo/γAl2O3催化剂。Co/Mo原子比对Co-Mo/CNT催化剂的催化效果有较大的影响。与相同载体的催化剂相比,当Co/Mo原子比为0.50时,Co-Mo/CNT催化剂具有最佳的催化效果,而Co-Mo/γAl2O3催化剂在Co/Mo原子比为0.35时具有最佳的催化效果。     

NiMoS/γ-Al2O3上二苯并噻吩加氢脱硫和喹啉加氢脱氮反应的相互影响

在固定床高压微反装置上,考察了预硫化型NiMoS/γ-Al2O3催化剂上二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)反应和喹啉加氢脱氮(HDN)反应之间的相互影响.结果表明,喹啉对DBT的HDS反应具有强烈的抑制作用,其中对加氢路径比氢解路径的抑制作用更强,这是由喹啉及其HDN反应的中间产物与DBT在活性位上的竞争吸附造成的.在300和340℃时,喹啉对DBT的HDS反应中氢解路径的抑制程度与其HDN中间产物的相对含量紧密相关.而DBT能够提高喹啉的脱氮能力,这源于其HDS产物H2S.H2S促进了催化剂表面硫阴离子空穴向B酸位的转化,从而提高了喹啉HDN中间产物分子的C(sp3)-N键的断裂能力.HDN活性相的保持不需要过多的硫原子.     

铝改性介孔二氧化硅泡沫载体材料合成及其DBT加氢脱硫性能

介孔二氧化硅泡沫(MCFs)材料具有超大的三维球形孔结构、超大孔容(1.0–2.4 cm3/g)、高比表面(1000 m2/g)、孔径可调范围较广(24–50 nm)且球形孔道之间通过窗口(9–22 nm)联结,因此具有优良的传质性能,能够促进加氢脱硫反应.但是,与传统的微孔分子筛相比,该纯硅类介孔材料酸性较弱,不利于一些酸催化反应;因此,对纯硅材料进行金属改性以增加其酸性,从而促进催化剂的催化活性.而一般对纯硅类介孔材料采用Al,Ti,Zr等金属,铝改性主要是为纯硅载体提供酸性,而钛锆改性则是为了调变活性金属以及促进金属的分散,从而提高催化剂的加氢脱硫活性.因此,我们主要采用后改性方法,以P123为微乳液体系中的表面活性剂,TEOS为硅源,TMB为扩孔剂,异丙醇铝为铝源,成功合成了一系列Si/Al比不同的介孔二氧化硅泡沫材料.通过改变异丙醇铝的加入量,成功合成了系列Si/Al比(x)的NiMo/Al-MCFs(x)(x=10,20,30,40和50)催化剂.对所合成的载体及相应的催化剂通过SAXS,N2吸附脱附,SEM,Py-FTIR,UV-Vis,H2-TPR,NH3-TPD,HRTEM,Raman及27Al MAS NMR等表征手段进行分析,并在高压加氢微反装置上对相应的NiMo负载型催化剂进行DBT HDS活性评价,系统分析了不同硅铝比对催化剂DBT HDS反应活性的影响.SAXS和SEM表征结果表明,Al后改性并没有破坏载体材料的结构;27Al MAS NMR表征结果表明,后改性法能成功把Al掺杂进纯硅材料的骨架中.催化剂UV-Vis和Raman表征结果表明,当Si/Al比为20时,NiMo/Al-MCFs(20)催化剂Mo物种的带隙能量最大,且氧化钼的平均粒径较小,Mo物种在该催化剂中的分散度较好;H2-TPR分析结果表明,NiMo/Al-MCFs(20)催化剂还原温度较低,最易还原.Py-FTIR结果表明,随着Al加入量的增大,其酸性逐渐增大,当Si/Al比为20时酸性达到最大,继续增加Al的加入量,其酸性不再增加;此外,NiMo/Al-MCFs(20)的硫化度最高,且其MoS2的堆垛层数较低.负载活性金属后制备了NiMo/Al-MCFs(x)催化剂,将其应用于DBT加氢脱硫反应,并与传统NiMo/γ-Al2O3催化剂加氢脱硫反应活性作对比.研究发现,所制备的NiMo/Al-MCFs(x)系列催化剂由于具有较大孔径、比表面积及孔容和较强的酸性,因而其DBT HDS活性明显高于传统的工业NiMo/γ-Al2O3催化剂,且催化剂活性在硅铝比达到20时最大,最高可达96%,因此它作为加氢脱硫催化剂载体具有很大的应用前景.     

硫化CoMo催化剂上H2同时还原NO和SO2的研究Ⅰ.H2还原NO反应

 研究了Al2O3担载的硫化CoMo催化剂上NO被H2还原的规律，并考察了不同Mo含量的CoMo／Al2O3催化剂、单一的Mo／Al2O3和Co／Al2O3催化剂，以及原料气中H2／NO比对反应活性和选择性的影响．结果表明，硫化的5．1％Co－15．2％Mo／Al2O3催化剂具有最高的催化活性和选择性，在200℃以下时反应产物为N2O，在350℃以上时则完全转化为N2．进一步增加Mo含量引起在350～450℃间N2选择性轻微下降．提高原料气中的H2含量可明显提高反应活性和N2选择性，但当n（H2）／n（NO）＞3后反应性能不再变化．催化剂具有较高的稳定性，反应产物中始终未观察到有H2S或SO2产生，即反应未引起催化剂中的晶格S流失．这说明H2的存在抑制了NO对硫化物表面的氧化所导致的催化剂失活．     

二苯并噻吩类硫化物在非负载型NiMoW催化剂上加氢脱硫反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在非负载型NiMoW催化剂上的加氢脱硫反应产物分布及反应机理,给出了它们在非负载型催化剂上加氢脱硫反应网络.研究发现,由于甲基的空间位阻效应,二苯并噻吩类化合物加氢脱硫转化率顺序为4,6-DMDBT≈4-MDBT＜DBT,而非负载型NiMoW催化剂具有很高的芳环加氢活性,有利于烷基取代的芳环加氢,减弱空间位阻效应,使烷基取代的二苯并噻吩类化合物得到有效脱除.DBT的脱硫产物会被进一步加氢,其产物分布与联苯加氢产物相似.4-MDBT有两种预加氢脱硫反应路径,甲基取代的苯环由于甲基的供电子效应会被优先加氢.非负载型催化剂存在的L酸中心会使部分4-MDBT和4,6-DMDBT通过脱甲基反应生成DBT再进行脱硫反应.     

二苯并噻吩和吲哚在NiMoS/γ-Al2O3上加氢脱硫和加氢脱氮反应的相互影响

在固定床高压微反装置上考察了预硫化型NiMoS/γ-Al2O3催化剂上二苯并噻吩（DBT）加氢脱硫（HDS）反应和吲哚加氢脱氮（HDN）反应之间的相互影响。结果表明,吲哚对DBT的加氢脱硫反应具有抑制作用,其中对加氢路径（HYD）比对氢解路径（DDS）的抑制作用强,温度升高后,吲哚的抑制作用减弱。吲哚对DBT加氢脱硫反应的抑制作用源于吲哚及其HDN反应的中间产物在活性位上的竞争吸附。DBT和原位生成的H2S促进了催化剂表面硫阴离子空穴（CUS）向B酸位的转化,从而提高1,2-二氢吲哚（HIN）分子中C（sp3）—N键的断裂能力,使得吲哚的转化率和产物中邻乙基苯胺（OEA）的相对含量增大。HDN活性相的形成虽然需要硫原子的参与,但是活性相的保持并不需要大量的硫原子,较高含量硫化物存在时加氢活性位减少,不利于脱氮反应。     

4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应机理的研究 Ⅰ.NiW体系催化剂的催化行为

 分别以γ－Al2O3、无定形硅铝和含少量稀土分子筛的γ－Al2O3为载体，制备了不同系列的NiW体系加氢脱硫催化剂，并在连续流动微反装置上评价了催化剂对4，6－二甲基二苯并噻吩（DMDBT）加氢脱硫反应的催化性能．结果表明，NiW体系催化剂对该反应具有较高的芳烃加氢和脱硫活性；先加氢后脱硫是加氢脱硫（HDS）反应的主要途径，提高加氢活性是提高HDS活性最有效的途径；增强载体的酸性，直接脱硫和裂解活性均有所提高．同时，酸性载体负载的催化剂还显示出一定的异构化性能，但其加氢活性低于氧化铝负载的催化剂．酸性载体负载的NiW催化剂的异构化性能在邻二甲苯异构化反应中得到进一步证实．根据实验结果，讨论了NiW体系催化剂上DMDBT转化反应的不同途径．     

4，6—二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应机理的研究I．NiW体系催化剂的催化行为

分别以γ－Al2O3、无定形硅铝和含少量稀土分子筛的γ－Al2O3为载体，制备了不同系列的NiW体系加氢脱硫催化剂，并在连续流动微反装置上评价了催化剂对4，6－二甲基二苯并噻吩（DMDBT）加氢脱硫反应的催化性能。结果表明，NiW体系催化剂对该反应具有较高的芳烃加氢和脱硫活性；先加氢后脱硫是加氢脱硫（HDS）反应的主要途径，提高加氢活性是提高HDS活性最有效的途径；增强载体的酸性，直接脱硫和裂解活性均有所提高。同时，酸性载体负载的催化剂还显示出一定的异构化性能，但其加氢活性低于氧化铝负载的催化剂。酸性载体负载的NiW催化剂的异构化性能在邻二甲苯异构化反应中得到进一步证实。根据实验结果，讨论了NiW体系催化剂上DMDBT转化反应的不同途径。