《FCC废触媒负载镍催化松脂加氢性能表征及其GC-MS法研究反应历程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FCC废触媒负载镍催化松脂加氢性能表征及其GC-MS法研究反应历程（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 FCC 废触媒负载镍催化松脂加氢性能废触媒负载镍催化松脂加氢性能表征及其表征及其 GC-MS 法研究反应历程法研究反应历程 任璐任璐 二一四二一四 年年 五五 月月 硕士学位硕士学位 论论 文文 硕 士硕 士任 璐任 璐FCC废 触 媒 负 载 镍 催 化 松 脂 加 氢 性 能 表 征 及 其废 触 媒 负 载 镍 催 化 松 脂 加 氢 性 能 表 征 及 其GC-MS法 研 究 反 应 历 程法 研 究 反 应 历 程2014 分类号 TQ351 密级 公开 UDC 硕士学位论文硕士学位论文 FCC 废触媒负载镍催化松脂加氢性能废触媒负载镍催化松脂加氢性能表征及其表征及其 GC-MS
2、法研究反应历程法研究反应历程 任璐任璐 学科专业学科专业 工学 工业催化 指导教师指导教师 陈小鹏 教授 论文答辩日期论文答辩日期 2014 年 5 月 26 日 学位授予日期学位授予日期 答辩委员会主席答辩委员会主席 童张法 教授 广西大学学位论文广西大学学位论文原创性原创性和和使用授权使用授权声明声明 本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明
3、。 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 本学位论文属于： 保密，在 年解密后适用授权。 不保密。 (请在以上相应方框内打“”) 论文作者签名： 日期： 指导教师签名： 日期 作者联系电话： 电子邮箱： I FCC 废触媒负载镍催化松脂加氢性能表征及其 GC-MS 法研究反应历程 摘 要 在高压搅拌反应釜中，以松脂为原
4、料、松节油为溶剂进行松脂催化加氢反应，考察再生 FCC 废触媒负载镍催化剂的催化加氢性能。使用单因素实验方法考察催化剂制备过程中的六个因素：焙烧温度、还原温度、负载量、还原时间、浸渍时间和浸渍次数，并采用正交实验设计法获得催化剂制备工艺最优条件。结果表明，单因素最优条件为：焙烧温度 450 、还原温度 450 、负载量 15 wt.%、还原时间 2.5 h、浸渍时间为 2 h、浸渍次数为 1 次。正交最优条件为：催化剂制备最优条件为负载量 15 wt.%，焙烧温度 550 ，还原时间 3 h、还原温度 450 和浸渍时间 4 h。经极差分析得出 5 个因素对反应转化率和选择性的影响大小顺序均为
5、： 负载量焙烧温度还原时间浸渍时间还原温度。 从方差分析可得到 5 个因素对转化率和选择性的影响大小均为：负载量焙烧温度还原时间浸渍时间还原温度， Ni 负载量对松脂加氢反应的转化率和产物的选择性的影响显著性较大。 采用 N2物理吸附、XRD、IR、SEM 和粒度分析技术对所得较优催化剂制备过程中各阶段的形貌、孔结构、物象、基团结构及颗粒大小进行表征。结果表明，FCC 废触媒的比表面积为 65.70 m2 g-1，再生之后比表面积有所增加；经过再生后的 FCC 废催化剂，显现层状结构，孔道得到一定程度的清理。Ni 以单质的形式负载在催化剂载体表面，晶体呈菱形结构；Ni与催化剂载体之间没有产生
6、Si-O(H)-Ni 的共价键，相互作用较弱；Ni 还原II 充分，并且在常温下较难被氧化。新 FCC 催化剂的粒径主要分布在 20 m70 m，而 FCC 废触媒的粒径分布范围明显增大。再生 FCC 废触媒负载镍催化剂的粒径小于 100 m， 但主要的粒径分布在 0 m50 m 范围内。对催化剂的重复使用效果进行考察，发现催化剂的使用效果稳定，而且寿命较长，是一种适宜工业化开发的催化剂。 采用再生 FCC 废触媒负载镍催化松脂进行加氢反应，其单因素最优反应条件是：温度 195 、压力 5 MPa、催化剂用量 5 wt.%和反应时间为 60 min；搅拌转速为 400 r min-1时，基本消
7、除外扩散影响；催化剂的粒径小于100 m 时，消除了内扩散的影响。选择反应温度、反应压力、催化剂用量和反应时间这四个因素作为正交实验因素，正交结果为，松脂加氢反应最优反应条件为：反应温度 200 、反应压力 6 MPa、催化剂用量 5 wt.%、反应时间为 100 min。反应温度和反应压力对转化率的影响有显著性，4 个因素对选择性的影响没有显著性。 4 个因素对反应转化率的影响顺序为： 反应压力反应温度催化用量反应时间；4 个因素对产物的选择性的影响顺序为：反应温度反应时间催化剂用量反应压力。 采用 GC-MS 法分析松脂催化加氢反应产物， 树脂酸加氢部分共鉴定出14 种化合物，根据分析结果
8、构造松脂催化加氢树脂酸部分反应网络图和探讨反应机理，发现反应过程中不仅有加氢反应而且还存在脱氢反应。松脂加氢反应产物氢化松节油部分共检出 35 个峰，均被鉴定出。松节油加氢分为三种类型的反应，分别是双键加氢、水合异构和分子不参加反应。产物经气相色谱和紫外分析，产物中的枞酸和去氢枞酸含量符合氢化松香国家标准 GB/T14020-2006 特级产品的技术指标。 III 关键词关键词：松脂松脂 FCC 废触媒废触媒 催化加氢催化加氢 GC-MS 催化剂表征催化剂表征 IV PERFORMANCE OF PINE GUM HYDROGENATION OVER SPENT FCC CATALYST SU
9、PPORT NICKEL CATALYST AND STUDY OF REACTION MECHANISM ABSTRACT The catalytic performance of the prepared catalyst was investigated by pine gum hydrogenation reaction, using a high-pressure autoclave with a double-tier paddle agitator. The effect of preparation of catalyst on pine gum hydrogenation w
10、as investigated by single-factor experimental, including nickel loading, reduction temperature, calcination temperature and other factors, using orthogonal experiment to study the effects of various factors on conversion and selectivity of rosin acid in pine gum hydrogenation. The single factor meth
11、od results show that the optimum catalyst prepared conditions are nickel loading 15 wt.%, the calcined temperature 450 , the reduction temperature 450 , the reduction time 2.5 h, the impregnation time 2 h and the impregnation times 1 time. The orthometric analysis method show that the optimum cataly
12、st prepared conditions are nickel loading 15 wt.%, the calcined temperature 550 , the reduction temperature 450 , the reduction time 3 h and the impregnation time 4 h. According to range analysis, the order of the effects of five factors on the reaction conversion and product selectivity are all nic
13、kel loading calcined temperaturereduction timeimpregnation timereduction temperature. The variance analysis results show that the order of the effects of five factors on the V reaction conversion and product selectivity are all nickel loadingcalcined temperaturereduction timeimpregnation timereducti
14、on temperature. The effects of Ni loading on the conversion and selectivity of the pine gum hydrogenation are significant. The morphology and properties of spent FCC catalyst and the spent FCC catalyst support nickel catalysts were characterized by SEM-EDS, nitrogen adsorption, XRD, FT-IR, and grain
15、 size analysis. The characterization results indicate that the specific surface area of the spent catalyst increases from 65.70 m2g-1 to 67.78 m2g-1 after calcined. The spent FCC catalysts surface and pore became hardened and coke deposited, resulting in the catalyst inactivation. The calcined spent FCC catalyst expresses layered structure and the pore got clean obviously to some extent. Ni supported on the surface of the carrier and presented as rhombus particles. The Ni catalyst derived from precursor (nickel nitrate) has no absorption at 985cm-1 of Si-O(H)-Ni, which indicates that
