ZSM-5基复合材料的合成及其加氢脱硫性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ziyoucunzai
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环境问题日益加剧,环保要求逐年提高,超低硫油品生产成为必然趋势。加氢脱硫作为生产清洁化燃料主要手段,其催化剂的优化对柴油深度脱硫具有重要意义。介微孔复合材料作为一类新型载体,保留了微孔和介孔的优点,同时具有适宜酸性和水热稳定性以及良好的孔径分布,能够极大地提高反应物扩散及脱硫性能,进而实现深度脱硫和清洁油品生产的目的。ZSM-5微孔分子筛骨架由结构稳定的五元环组成,因此具有优异的水热稳定性;此外ZSM-5硅铝比可调,便于调控相关催化剂酸性,优化加氢脱硫性能。因此本论文合成ZSM-5基介微孔复合材料,对比ZSM-5/SBA-16(ZS16-tx)及ZSM-5/SBA-15(ZS 15-x)、ZSM-5/DMSNs(ZD-x)等不同载体材料在加氢脱硫反应性能中的特点,其中SBA-16孔道连通性优异,比表面积大,有利于实现高HDS反应活性;SBA-15开阔的直孔道利于缩短反应物与产物的扩散路径并减小其扩散阻力;DMSNs独特的中心放射型孔道结构,极大提高了催化剂内表面活性相的可接近性;此外,本论文研究了晶化温度和硅铝比等合成条件对材料孔道结构、表面性质及形貌等的影响,通过负载活性金属Ni、Mo得到加氢脱硫催化剂。本论文采用XRD、N2吸附-脱附、Raman、Py-IR和XPS等分析方法得到了载体材料以及催化剂的理化性质,并以模型化合物DBT为原料对催化剂脱硫性能进行评价。结果显示,ZSM-5微孔分子筛的引入能够改善催化剂的催化活性,且与不同孔道结构介孔材料复合所制得的复合材料均具有优异的加氢活性,在DBT加氢脱硫过程中分别表现出独特的优势;通过调控合成条件可实现材料理化性质的调变,进而得到最佳操作条件;不同系列催化剂均具有较高脱硫活性,NiMo/ZS16-tx和NiMo/ZS15-x 及 NiMo/ZD-x 催化剂最高脱硫率分别为:96.5%(NiMo/ZS16-t160)、98.7%(NiMo/ZS1 5-50)、和 98.3%(NiMo/ZD-200)。
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