论文部分内容阅读
采用溶胶-凝胶技术制备超细镍基负载型催化剂,旨在开发研制新型高效的纳米镍基负载型催化剂。该课题的前期研究过程中,对溶胶—凝胶法制备催化剂的工艺参数、催化剂的物化性能及苯加氢性能进行了系统地研究。该催化剂具有优良的物化性能,应用于苯加氢反应,显示出高反应活性和高选择性,可在较大空速范围和较宽活性温区内使用,该催化剂展示了纳米材料的优良性能。在前期研究工作的基础上,将催化剂中试放大制备40kg,并挤条成型为2.5×(3-6)mm的条状超细镍基负载型催化剂。挤条成型后的催化剂除了要有适合工业生产的机械强度,还需要有优良的表面性能、催化活性、热稳定性和抗硫性能。为更好的给工业应用提供有意义的数据,将挤条成型后的催化剂与国产和进口工业参比剂一起,在固定床微反装置上进行催化性能考察,同时进行超细镍基负载型催化剂的动力学研究和反应工程设计。研究结果表明:挤条成型后的超细镍基负载型催化剂侧压强度为112N/cm,表面性能和催化活性保持在未成型时水平,并且具有优良的热稳定性和抗硫性能,极限耐硫量达到467.25 ul噻吩/g,估算寿命为3.4年。在相同的实验条件下,挤条成型后的超细镍基负载型催化剂与其他工业参比剂性能相当,在某些方面甚至优于其他工业参比剂,展现出较好的工业应用前景。通过超细镍基负载型催化剂的本征动力学研究,确立动力学方程r=[5.82*102exp(-5510.00/RT)PBPH1/2]/[1+6.94*10-3exp(20830.00/RT)PB]2,并用方差检验法和Boudart准则验证了模型的合理性。在动力学研究基础上,结合苯加氢热力学数据,建立了列管式固定床反应器的拟均相一维模型,用四阶-龙格库塔法求解计算,进行反应工程设计,找到了反应器热点温度和热点位置,得出超微镍基负载型催化剂苯加氢反应器床层最佳分段数和稀释比,为催化剂的工业应用提供了良好的基础。