FCC廢觸媒負載鎳催化松脂加氫性能表征及其GC-MS法研究反應歷程.pdf

1、在高壓攪拌反應釜中,以松脂為原料、松節(jié)油為溶劑進行松脂催化加氫反應,考察再生FCC廢觸媒負載鎳催化劑的催化加氫性能。使用單因素實驗方法考察催化劑制備過程中的六個因素:焙燒溫度、還原溫度、負載量、還原時間、浸漬時間和浸漬次數(shù),并采用正交實驗設計法獲得催化劑制備工藝最優(yōu)條件。結果表明,單因素最優(yōu)條件為:焙燒溫度450℃、還原溫度450℃、負載量15wt.％、還原時間2.5h、浸漬時間為2h、浸漬次數(shù)為1次。正交最優(yōu)條件為:催化劑制備最優(yōu)條件

2、為負載量15 wt.%,焙燒溫度550℃,還原時間3h、還原溫度450℃和浸漬時間4h。經極差分析得出5個因素對反應轉化率和選擇性的影響大小順序均為:負載量>焙燒溫度>還原時間>浸漬時間>還原溫度。從方差分析可得到5個因素對轉化率和選擇性的影響大小均為:負載量>焙燒溫度>還原時間>浸漬時間>還原溫度,Ni負載量對松脂加氫反應的轉化率和產物的選擇性的影響顯著性較大。
　　采用N2物理吸附、XRD、IR、SEM和粒度分析技術對所得較優(yōu)

3、催化劑制備過程中各階段的形貌、孔結構、物象、基團結構及顆粒大小進行表征。結果表明,FCC廢觸媒的比表面積為65.70m2·g-1,再生之后比表面積有所增加;經過再生后的FCC廢催化劑,顯現(xiàn)層狀結構,孔道得到一定程度的清理。Ni以單質的形式負載在催化劑載體表面,晶體呈菱形結構;Ni與催化劑載體之間沒有產生Si-O(H)-Ni的共價鍵,相互作用較弱;Ni還原充分,并且在常溫下較難被氧化。新FCC催化劑的粒徑主要分布在20μm~70μm,而F

4、CC廢觸媒的粒徑分布范圍明顯增大。再生FCC廢觸媒負載鎳催化劑的粒徑小于100μm,但主要的粒徑分布在0μm~50μm范圍內。對催化劑的重復使用效果進行考察,發(fā)現(xiàn)催化劑的使用效果穩(wěn)定,而且壽命較長,是一種適宜工業(yè)化開發(fā)的催化劑。
　　采用再生FCC廢觸媒負載鎳催化松脂進行加氫反應,其單因素最優(yōu)反應條件是:溫度195℃、壓力5 MPa、催化劑用量5wt.%和反應時間為60min;攪拌轉速為400 r·min-1時,基本消除外擴散影響

5、;催化劑的粒徑小于100μm時,消除了內擴散的影響。選擇反應溫度、反應壓力、催化劑用量和反應時間這四個因素作為正交實驗因素,正交結果為,松脂加氫反應最優(yōu)反應條件為:反應溫度200℃、反應壓力6MPa、催化劑用量5wt.%、反應時間為100min。反應溫度和反應壓力對轉化率的影響有顯著性,4個因素對選擇性的影響沒有顯著性。4個因素對反應轉化率的影響順序為:反應壓力>反應溫度>催化用量>反應時間;4個因素對產物的選擇性的影響順序為:反應溫度

6、>反應時間>催化劑用量>反應壓力。
　　采用GC-MS法分析松脂催化加氫反應產物,樹脂酸加氫部分共鑒定出14種化合物,根據(jù)分析結果構造松脂催化加氫樹脂酸部分反應網(wǎng)絡圖和探討反應機理,發(fā)現(xiàn)反應過程中不僅有加氫反應而且還存在脫氫反應。松脂加氫反應產物氫化松節(jié)油部分共檢出35個峰,均被鑒定出。松節(jié)油加氫分為三種類型的反應,分別是雙鍵加氫、水合異構和分子不參加反應。產物經氣相色譜和紫外分析,產物中的樅酸和去氫樅酸含量符合氫化松香國家標準G