论文部分内容阅读
生产清洁油品需要高反应性能的加氢脱硫(HDS)催化剂,了解含硫化合物中C-S断裂机制可为催化剂设计与开发提供理论支持,而环烷基C-S键的断裂机理对于研究稠环含硫化合物的HDS反应机理至关重要。本论文以2-苯基环己硫醇(2-PCHT)为模型化合物,研究了其在WS2和NiWS催化剂上的HDS反应特性,分析了助剂Ni、反应气氛、载体(γ-Al2O3和SiO2)和含氮化合物哌啶对反应的影响。通过等体积浸渍法制备了WS2/Al2O3、WS2/SiO2、NiWS/Al2O3和NiWS/SiO2催化剂,利用X射线衍射、N2物理吸附和透射电镜进行表征。在240?C和总压5.0 MPa(H2或Ar)条件下,研究2-PCHT在上述催化剂进行脱硫反应时产物组成及其选择性。在240?C和5.0 MPa H2条件下,2-PCHT在WS2上可通过β消除、氢解和脱氢三条平行路径实现脱硫,其中β消除和氢解并重,β消除反应快于氢解。在240?C和5.0 MPa Ar条件下,2-PCHT在WS2上主要通过β消除、C-S键均裂(或氢解)和脱氢三条平行路径实现脱硫,β消除和脱氢是主要反应路径,β消除优于脱氢。2-PCHT在NiWS的反应网络与WS2类似,Ni的引入促进了2-PCHT的脱硫反应活性,主要在于促进了β消除和苯基环己烯化合物(PCHEs)加氢,对脱氢及C-S键均裂(或氢解)影响不大。研究还发现,在NiWS上2-PCHT可通过直接环化生成六氢-二苯并噻吩。研究发现,临氢条件下催化剂的活性均高于非临氢条件,γ-Al2O3上活性组分分散度和载体酸性均优于SiO2,因而WS2/Al2O3和NiWS/Al2O3的催化活性分别高于WS2/SiO2和NiWS/SiO2。哌啶的抑制作用主要表现为对β消除反应的抑制,对脱氢反应和氢解反应影响较小,促进了C-S键均裂。SiO2的耐氮性强于γ-Al2O3。由于环烷基C-S键断裂机制的复杂性,在非临氢条件下其脱硫反应不能用假一级反应动力学描述。