Ce促进Ni/SAPO-11催化剂上正庚烷的临氢异构化

doi:10.7503/cjcu20140075

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (6): 1252.doi: 10.7503/cjcu20140075

Ce促进Ni/SAPO-11催化剂上正庚烷的临氢异构化

所艳华^1,², 李秀敏³, 陈刚¹(), 崔莹雪², 孙羽佳², 汪颖军²()

1. 哈尔滨工业大学化学系, 哈尔滨 150001
2. 东北石油大学化学化工学院, 大庆 163318
3. 塔里木大学生命科学学院, 阿拉尔 843300

收稿日期:2014-01-23 出版日期:2014-06-10 发布日期:2014-04-29
作者简介:联系人简介: 陈刚, 男, 博士, 教授, 主要从事能源转换材料化学研究. E-mail:gchen@hit.edu.cn; 汪颖军, 男, 博士, 教授, 主要从事工业催化方面的研究. E-mail:wangying-jun@163.com
基金资助:
黑龙江省教育厅科技项目(批准号: 12521063)资助

Ni/SAPO-11 Promoted by Rare Earth Element Ce for Hydroisomerization of n-Heptane^†

SUO Yanhua^1,², LI Xiumin³, CHEN Gang^1,^*(), CUI Yingxue², SUN Yujia², WANG Yingjun^2,^*()

1. Department of Chemistry, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318
3. College of Life Sciences, Tarim University, Arael 843300, China

Received:2014-01-23 Online:2014-06-10 Published:2014-04-29
Contact: CHEN Gang,WANG Yingjun E-mail:gchen@hit.edu.cn;wangying-jun@163.com
Supported by:
† Supported by the Scienpngic Research Fund of Heilongjiang Provincial Education Department, China(No.12521063)

摘要/Abstract

摘要：

通过浸渍法制备了Ni/SAPO-11催化剂, 并进一步通过分步浸渍法制备了Ni-Ce /SAPO-11双金属催化剂, 对其晶相结构和表面酸性进行了表征. 实验结果表明, Ce的引入导致比表面积和孔容增大, 总酸量升高而酸强度降低, 金属Ni在载体SAPO-11表面的分散度提高. 通过对正庚烷的临氢异构化反应研究发现, 引入Ce可以显著提高异庚烷的选择性. 在n(H₂)/n(n-C₇H₁₆)=12, MHSV=3.52 h^-1, 催化剂量0.3 g, 反应温度300 ℃条件下, Ni-2%Ce/SAPO-11催化剂的正庚烷转化率可达25.4%, 异庚烷的选择性可达90.4%.

关键词: SAPO-11分子筛, Ni-Ce /SAPO-11催化剂, 铈, 镍, 正庚烷, 异构化

Abstract:

The monometallic catalyst Ni/SAPO-11 was prepared via the impregnation method. Then, the bimetallic catalyst Ni-Ce/SAPO-11 was prepared via the sequential impregnation method. The crystal structure and acidity of these two catalysts were determined by X-ray powder diffraction, Brunauer-Emmett-Teller(BET) methods and temperature-programmed desorption of ammonia. With addition of Ce, the BET surface areas and porous volume of Ni/SAPO-11 and total acidity were increased, and the acid strength was decreased. Introduction of Ce improved the dispersion of Ni on the surface of SAPO-11. Addition of Ce could improve the selectivity of the hydroisomerization of n-heptane considerably. Under the conditions of n(H₂)/n(n-C₇H₁₆)=12, weight hourly space velocity=3.52 h^-1, catalyst weight=0.3 g, and the reaction temperature of 300 ℃, the conversion of n-heptane could reach 25.4% and the isomerization selectivity to i-heptane could reach 90.4%.

Key words: SAPO-11 molecular sieve, Ni-Ce/SAPO-11 catalyst, Cerium, Nickel, n-Heptane, Isomerization

中图分类号:

O643.3

TrendMD:

所艳华, 李秀敏, 陈刚, 崔莹雪, 孙羽佳, 汪颖军. Ce促进Ni/SAPO-11催化剂上正庚烷的临氢异构化. 高等学校化学学报, 2014, 35(6): 1252.

SUO Yanhua, LI Xiumin, CHEN Gang, CUI Yingxue, SUN Yujia, WANG Yingjun. Ni/SAPO-11 Promoted by Rare Earth Element Ce for Hydroisomerization of n-Heptane^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(6): 1252.

图/表 7

Fig.1 XRD patterns of SAPO-11(a), Ni/SAPO-11(b) and Ni-Ce/SAPO-11(c—e) Mass fraction of Ce(%): c. 0.5; d. 2; e. 10.

Fig.2 SEM images of SAPO-11(A, D), Ni/SAPO-11(B, E) and Ni-2%Ce/SAPO-11(C, F)

Table 1 BET data of different catalysts*

Sample	S_BET/(m²·g^-1)	V_p/(cm³·g^-1)	D/nm	Sample	S_BET/(m²·g^-1)	V_p/(cm³·g^-1)	D/nm
SAPO-11	141	0.14	3.9	Ni-2%Ce/SAPO-11	130	0.13	4.1
Ni/SAPO-11	96	0.11	4.8	Ni-10%Ce/SAPO-11	73	0.07	4.1
Ni-0.5%Ce/SAPO-11	113	0.12	4.4

Fig.3 IR spectra of SAPO-11(a), Ni/SAPO-11(b) and Ni-2%Ce/SAPO-11(c)

Fig.4 NH3-TPD profiles of SAPO-11(a), Ni/SAPO-11(b) and Ni-2%Ce/SAPO-11(c)

Table 2 Effect of the amount of Ce for the performance of the isomerization of n-heptane*

Sample	Conversion(%)	Selectivity(%)	Isomer distribution(%)
Sample	Conversion(%)	Selectivity(%)	MB	DB	TB
Ni/SAPO-11	35.8	50.6	66.4	32.3	1.3
0.5%Ce-Ni/SAPO-11	35.3	66.8	67.6	31.2	1.2
2%Ce-Ni/SAPO-11	28.8	82.7	72.5	26.7	0.8
10%Ce-Ni/SAPO-11	18.6	76.2	86.3	13.1	0.6

Fig.5 Stability test of the Ni-2%Ce/SAPO-11 catalyst for the isomerization of n-heptaneReduction temperature: 500 ℃(for 6 h); reaction temperature: 300 ℃; weight hourly space velocity=3.52 h-1; n(H2)/n(n-C7H16)=12.

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