【摘 要】
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液化气是原油加工中的主要副产物,混合C4是液化气的主要成分之一。混合C4中含有少量的1,3-丁二烯,对混合C4加工利用过程中催化剂活性及稳定性影响很大,因此1,3-丁二烯的脱除非常必要。以Ni2P为活性组分的催化剂是一种新型选择性加氢催化剂,具有成本低、加氢性能好及抗毒能力强等特点。论文以氧化铝为载体,在低温条件下制备Ni2P基催化剂,并对其在混合C4中选择性加氢脱1,3-丁二烯的性能进行研究。目
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液化气是原油加工中的主要副产物,混合C4是液化气的主要成分之一。混合C4中含有少量的1,3-丁二烯,对混合C4加工利用过程中催化剂活性及稳定性影响很大,因此1,3-丁二烯的脱除非常必要。以Ni2P为活性组分的催化剂是一种新型选择性加氢催化剂,具有成本低、加氢性能好及抗毒能力强等特点。论文以氧化铝为载体,在低温条件下制备Ni2P基催化剂,并对其在混合C4中选择性加氢脱1,3-丁二烯的性能进行研究。目的是开发一种低温选择性加氢性能好、抗毒性好的非贵金属二烯烃选择性加氢催化剂。本文首先以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍和低温热分解法相结合的方式制备5种不同Ni2P负载量的催化剂,对其在不同温度下的丁二烯选择性加氢性能进行评价,同时对催化剂的理化性质进行BET、XRD、XPS和HRTEM等表征。结果表明:采用低温方法制备的Ni2P/γ-Al2O3催化剂,低温条件下具有较强的加氢活性,在70℃可将1,3-丁二烯完全脱除,但单烯烃收率较低,选择性和稳定性较差。通过表征分析发现,催化剂表面生成的Ni2P活性相较少。通过综合分析确定,Ni2P理论负载量为6 wt.%的催化剂,低温条件下丁二烯选择性加氢性能相对较好。其次,用MoO3对载体进行改性,得到不同MoO3负载量改性后的Ni2P/γ-Al2O3催化剂(Ni2P理论负载量为6 wt.%),通过性能评价得到,与改性前的催化剂相比,MoO3改性后的催化剂在较高温度下1,3-丁二烯的选择性加氢活性较好,但低温条件下1,3-丁二烯脱除效果较低,同时单烯烃选择性也较差。通过表征分析发现,Ni2P活性相的生成量减少,加氢活性偏低,未达到提高催化剂Ni2P活性相含量及1,3-丁二烯选择性加氢性能的目的。最后,以Ni2P理论负载量为6 wt.%的Ni2P/γ-Al2O3为催化剂,考察了反应条件对催化剂性能的影响,并对其稳定性进行研究。结果表明:在温度为100℃、压力为2 MPa、氢烃体积比为50和空速为3 h-1时,二烯烃脱除率达到100%,同时单烯烃收率在92%以上,1,3-丁二烯选择性加氢反应性能较好。随着催化剂使用时间延长,发现催化剂活性在不断下降,通过对催化剂BET等表征及积碳分析,认为催化剂表面积碳量的增加,是造成催化剂活性下降的主要原因。如何提高Ni2P/γ-Al2O3催化剂中Ni2P活性组分含量及催化剂稳定性,还需进行深入研究。
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