共沉淀法制备C9石油树脂加氢催化剂的研究
经简单聚合所得的C9石油树脂中充斥着大量不饱和键和杂原子，导致树脂品相较差，通过加氢反应可脱去杂原子并使价键结构达到饱和，其使用范围和附加值大幅提升，但当前氢化C9石油树脂工业化受到加氢催化剂的制约，还需进一步研究和发展。本文将通过共沉淀法制备Ni基C9石油树脂加氢催化剂，考察制备方法、原料及助剂掺杂等因素对催化剂性能影响，并结合H2-TPR、XRD等表征与评价结果进行分析，筛选出最优催化剂用于工业化生产。 考察了不同制备方法、沉淀反应过程强化及Ni源、载体和沉淀剂对催化剂性能的影响，优选喷雾混合为过程强化手段、共沉淀法为制备方法。采用优化后共沉淀法探究Ni源、载体等原料对催化剂影响，最优原料选取Ni源为Ni(NO3)2·6H2O、载体为Al2O3、沉淀剂为Na2CO3。最优催化剂的比表面积达289.2m2/g、介孔孔径为3.9nm，加氢评价后氢化树脂色度达O号，软化点、蜡雾点等性能均较优，初样氢化率可达97.5％，催化剂加速失活评价寿命达20天（寿命按氢化树脂色度为O计，色度大于0认定催化剂失活）。 研究不同助剂种类、助剂掺杂量及掺杂方式对催化剂性能的影响，结合表征结果知适量Cu掺杂有助于活性NiO形成与分散，优选助剂为Cu(Cu源采用Cu(NO3)2·XH2O)、助剂掺杂量为3％、最优掺杂方式为Cu盐与Ni盐等混合配制溶液参与沉淀反应，上述条件制备催化剂即为最优小试催化剂。最优小试催化剂中可还原的活性NiO组分含量及分散度较无助剂掺杂的催化剂均有明显提升，树脂氢化率可达98.5％，催化剂加速失活寿命达25天，加氢深度及催化剂寿命均进一步提高。 以最优小试为基础、采用分步放大的方式进行催化剂工业放大生产，初步放大为最优小试等比放大1500倍，结合设备条件确定最大放大倍数为6000倍，反应液总体积为4m3、单釜最大产量为300kg，继而探究催化剂工业化生产中进料时间（相同进料量不同进料速度）、洗涤过程、成型工艺及还原与钝化等各因素对催化剂的影响。确定出最优进料时间6h（进料速度为0.3m3/h），最优成型工艺为10％铝溶胶成型，洗涤结束浆液pH为8～8.5时催化剂性能最优，此条件下催化剂加速失活寿命为18.5天。工业应用由于催化剂装填量较大和空速较低，预计使用寿命可达240天以上，当前催化剂已装填使用60天且运行平稳，且催化剂加氢活性及氢化树脂性能均可满足工业应用要求。
石油树脂;加氢催化剂;共沉淀法;性能表征
北京化工大学
硕士
化学工程
李英霞;李晓亮
2021
中文
TQ326.82;TQ320.4
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）