【摘 要】
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在柴油质量升级过程中,积炭对催化剂失活、设备结垢和管道堵塞有重大影响。因此,对积炭形成机理的认识以及对积炭性质的研究,对以后加氢催化剂的升级和工艺过程优化以减少积
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在柴油质量升级过程中,积炭对催化剂失活、设备结垢和管道堵塞有重大影响。因此,对积炭形成机理的认识以及对积炭性质的研究,对以后加氢催化剂的升级和工艺过程优化以减少积炭的形成具有指导意义。本文以萘(NAP)、菲(PHE)、芘(PYR)、1-甲基萘(1-MNA)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、1-甲基异喹啉(1-MIQ)为模型物,在380℃条件下考察了不同体系中积炭量以及自由基的变化规律,借助13C NMR、SEM-EDS mapping、ESR等技术对积炭催化剂进行表征,分析催化剂上积炭性质随反应条件的演变规律。得到的主要结论如下:1.在催化剂条件下,积炭量和稳定自由基浓度均呈现前期快速增加,后期缓慢增加的趋势;含有S、N杂原子的芳烃类模型物比多环芳烃类模型物更容易形成积炭;多环芳烃缩合环数越多,积炭量和稳定自由基越多;甲基官能团显著促进催化剂上积炭的形成。2.两种模型物混合后反应时存在诱导和协同作用,促进积炭形成;(含硫组分+多环芳烃)比(含氮组分+多环芳烃)更容易形成积炭,积炭中自由基更多,缩合芳香环数越多,积炭快速增加阶段时长越长,积炭量越多。3.随着反应时间增加,活性自由基浓度逐渐增加(含氮模型物具有特殊性);活性自由基彼此耦合反应与活性自由基被供氢溶剂中和反应存在竞争关系,耦合速率略大约中和速率。4.多环芳烃和4,6-DMDBT催化反应时积炭首先在催化剂载体上形成,1-MIQ的积炭首先在W活性中心形成;自由基的诱导促进了积炭的产生,多环芳烃转化过程中积炭的产生是一个匀速过程,杂环芳烃转化过程中积炭的形成是一个加速过程。5.积炭结构随着积炭增加发生变化,两种模型物稳定自由基耦合概率大于各自单独反应时的耦合概率。
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