研究重苯中不饱和化合物加氢反应工艺条件，提升其安定性

研究重苯中不饱和化合物加氢反应工艺条件，提升其安定性

【摘要】重苯是粗苯加氢精制过程中产生的副产品，其产量约占粗苯总量的10%，目前国内这部分资源尚未得到很好的利用。国内大部分焦化厂生产的重苯呈深褐色，有严重的刺激性气味，且含有大量的不饱和化合物，影响重苯的进一步加工利用以及产品的质量和商业价值。本文重点研究重苯中不饱和化合物加氢反应的工艺条件，希望生成稳定的化合物，增强其稳定性。本文首先通过常压精馏将重苯分为150~160℃、160~185℃、185~200℃、>200℃四个馏分，然后采用红外光谱、气相色谱、色谱-质谱等方法对160~185℃馏分的主要组分及含量进行分析。本文以γ-Al2O3为载体，采用浸渍法制备了不同负载量的镍催化剂和8%Ni负载量、不同Mo负载量的系列催化剂。利用XRI、BET、SEM和EDS对催化剂进行表征分析，并探讨了催化剂性能与加氢活性之间的关系。首先在高压反应器中筛选出不同负载量的镍催化剂，8%镍负载量较为适宜。然后考察了不同辅助钼负载量对镍催化剂加氢反应的影响。选取活性组分镍负载量为8%、辅助钼负载量为2%的镍钼催化剂进行模型化合物加氢工艺条件考察。

在微型高压反应器中进行了模型化合物与重苯馏分的催化加氢反应,并用气相色谱分析了加氢产物的组成及含量。重苯组成复杂,有关重苯研究的报道较少。为便于系统研究,本文首先对模型化合物加氢实验的条件进行探究,然后筛选出160~185℃重苯馏分加氢反应的最佳条件。考察了反应温度、反应时间、氢气压力及催化剂用量对重苯加氢稳定性的影响,得出以下结论:（1）常压精馏条件下,200℃之前的馏分占重苯总量的36.4%,其初馏点为156.9℃。根据重苯质量标准（YB/T2303-2005，中华人民共和国黑色冶金行业标准）可知，原料为二次重苯，160~185℃重苯馏分的主要成分为茚、苯乙烯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯、萘和苯并呋喃，分别占馏分的31.88%、24.52%、10.63%、8.38%、7.75%和6.26%。其中，茚和苯乙烯均为含有不饱和键的物质，其质量分数占160~185℃重苯馏分的56.4%。（2）随着镍负载量的增加，镍催化剂的比表面积、孔容和平均孔径逐渐减小。通过XRD分析发现，镍负载量达到8%后出现了NiO的衍射峰，镍负载量越大，衍射峰强度越大，说明NiO的聚集程度越大。

(3)在镍负载量为8%的催化剂中加入Mo作为添加剂后，催化剂的分散性得到改善。通过XRD分析发现，当镍负载量为8%时，随着Mo含量的增加，NiO衍射峰强度降低。当活性组分镍负载量为8%、钼负载量在1%～2%范围内时，镍钼催化剂的比表面积、孔容和平均孔径与镍负载量为8%的催化剂相比有所增大，但当钼负载量为3%～5%时，催化剂的各项指标均有所下降。（4）采用镍负载量为8%、Mo添加剂负载量为2%的镍钼催化剂，在高压反应器中进行了加氢工艺条件优化实验，考察了反应温度、反应时间、氢气压力和催化剂用量对苯乙烯转化率和乙苯收率的影响。当反应温度为150℃、反应时间15min、氢气压力5MPa、催化剂用量为油重的2%时,苯乙烯转化率可达99.7%以上、乙苯收率达99.1%的理想结果。（5）在反应时间15min、反应温度150℃、氢气压力5MPa、催化剂用量为油重的2%的实验条件下,对160~185℃重苯馏分进行加氢,苯乙烯转化率为85%、乙苯收率为79.6%。可见,通过模型化合物探索出的加氢优化工艺条件对160~185℃重苯馏分加氢还是比较适用的,但考虑到重苯馏分中还含有茚、苯并呋喃等不饱和化合物,仍需进一步进行实验。