離子液體對Ni2P-SiO2催化劑加氫脫硫性能的強(qiáng)化作用研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車尾氣中SOx對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重,因此各國相繼立法以推進(jìn)低硫含量(小于10 ppm)清潔汽油的生產(chǎn)。選擇性加氫脫硫是當(dāng)前降低催化裂化汽油中硫含量的工業(yè)化方法,然而面臨著如何提高深度加氫脫硫反應(yīng)選擇性的挑戰(zhàn)。本文從研制新型選擇性加氫脫硫催化劑的角度出發(fā),選擇了具有較高加氫脫硫活性的二氧化硅負(fù)載型磷化鎳催化劑,研究了離子液體對其加氫脫硫性能的影響作用,通過離子液體的涂覆顯著提高了加氫脫硫的選擇性。主要研究內(nèi)容包

2、括:
　　首先選擇了三種二氧化硅載體制備相應(yīng)的磷化鎳型催化劑Ni2P/M5、Ni2P/EH5、NixPy/MCM-41,以噻吩和異戊烯為反應(yīng)物,對其加氫脫硫活性和選擇性進(jìn)行了詳細(xì)的研究,確定了最優(yōu)的加氫脫硫操作條件。研究表明,當(dāng)反應(yīng)溫度高于300 oC時噻吩轉(zhuǎn)化率由高到低的順序?yàn)镹i2P/M5>Ni2P/EH5>NixPy/MCM-41,選擇性的順序?yàn)镹ixPy/MCM-41>Ni2P/EH5>Ni2P/M5;原料中初始硫含量為1

3、350μg/g~450μg/g,初始烯烴含量為20 vol.％~40 vol.%,反應(yīng)溫度為340 oC時,Ni2P/M5催化劑上噻吩的轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在90%以上,選擇性因子為4~7。
　　其次,研究了雙三氟甲基硫酰胺類離子液體涂覆對Ni2P/M5催化加氫脫硫性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,咪唑類的離子液體比吡啶類的離子液體更能有效的提高催化劑的加氫脫硫選擇性;隨著咪唑類離子液體涂覆量的增加,即離子液體與Ni2P/M5催化劑質(zhì)量比mIL/m

4、catal.由0.02增大至0.18,噻吩和異戊烯的轉(zhuǎn)化率隨之降低,離子液體達(dá)到單層涂覆時催化劑的選擇性達(dá)到最優(yōu),當(dāng)原料中的初始硫含量為800μg/g,反應(yīng)溫度分別為320 oC和340 oC時,催化劑的選擇性因子分別為16.7和14.1;改變模擬汽油的組成,進(jìn)一步研究了0.06-IL-Ni2P/M5催化劑的加氫脫硫性能,催化劑的選擇性隨著模擬汽油中噻吩含量的減小而增大,同時烯烴含量對催化劑選擇性影響較小。
　　最后,研究了離子液

5、體涂覆對催化劑表面特性的影響規(guī)律。熱重分析和原位傅里葉變換紅外分析表明,催化劑表面的離子液體在加氫脫硫反應(yīng)過程中存在流失現(xiàn)象,當(dāng)反應(yīng)溫度升溫至340 oC時離子液體陰離子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化;0.06-IL-Ni2P/M5催化劑在320 oC下反應(yīng)110 h后其加氫脫硫選擇性為11.3,仍高于Ni2P/M5催化劑,而且加氫脫硫反應(yīng)過程中催化劑的Ni2P微晶主體沒有顯著變化,據(jù)此可以推測離子液體分解后的產(chǎn)物或者剩余的陽離子吸附在了催化劑的表面