CO吸附原位红外光谱结合分子模拟计算研究FCC汽油加氢脱硫催化剂的选择性

doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.02.030

高等学校化学学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (02): 383.doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.02.030

CO吸附原位红外光谱结合分子模拟计算研究FCC汽油加氢脱硫催化剂的选择性

齐和日玛^1,3, 赵晓光², 张韫宏¹, 袁蕙², 徐广通²

1. 北京理工大学化学物理研究所, 北京 100081;
2. 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院, 北京 100083;
3. 内蒙古医学院药学院, 呼和浩特 010059

收稿日期:2011-01-13 出版日期:2012-02-10 发布日期:2012-01-13
通讯作者: 赵晓光, 女, 高级工程师, 主要从事催化剂分子模拟计算研究. E-mail: zhaoxg@ripp-sinopec.com 徐广通, 男, 博士, 教授, 主要从事炼油催化剂表征及石油和石油产品分析. E-mail: gtxu@sina.com E-mail:zhaoxg@ripp-sinopec.com;gtxu@sina.com
基金资助:
国家"九七三"计划项目(批准号: 2006CB202506)、国家科技支撑计划项目(批准号: 2007BAE43B01)和石油化工催化材料与反应工程国家重点实验室开放课题资助.

Investigation of Selectivity over HDS Catalysts by in situ IR Spectra of Adsorbed CO and Molecular Simulation Calculation

QIHE Ri-Ma^1,3, ZHAO Xiao-Guang², ZHANG Yun-Hong¹, YUAN Hui², XU Guang-Tong²

1. Institute of Chemical Physics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;
2. Research Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing 100083, China;
3. Department of Pharmacy, Inner Mongolia Medical College, Hohhot 010059, China

Received:2011-01-13 Online:2012-02-10 Published:2012-01-13

摘要/Abstract

摘要： 以脱硫选择性不同的2组催化裂化汽油加氢脱硫催化剂为研究对象, 采用CO吸附原位红外光谱表征了2组催化剂的活性相特征, 并通过分子模拟计算方法比较了助剂Co加入前后噻吩和1-己烯在催化剂表面的电荷分布、吸附能及其加氢反应的活化能等, 探讨了助剂Co的加入对选择性加氢脱硫催化剂脱硫选择性的作用机理. 结果表明, 加氢脱硫催化剂CoMoS活性相的增加有利于提高催化剂的加氢脱硫/加氢降烯烃(HDS/HYD)选择性. 与1-己烯加氢位相比, Co的加入显著提高了噻吩分子加氢位的缺电子性, 噻吩在催化剂表面的吸附度增强, 显著降低噻吩加氢反应的能垒, 从而使噻吩加氢反应更易进行. 这也表明CoMoS为高HDS活性、高HDS/HYD选择性的活性相.

关键词: CO吸附, 原位红外光谱, 量子化学计算, 催化裂化汽油, 加氢脱硫选择性

Abstract: Two CoMo/Al₂O₃ catalysts with different supports(Al₂O₃-A and Al₂O₃-B) were prepared by pore-filling impregnation. Active phases of the sulfided CoMo/Al₂O₃ catalysts were identified and analyzed quantitatively by means of in situ FTIR spectrum of adsorbed CO. The charge distribution, adsorption energy and activation energies of hydrotreating reaction of thiophene and 1-hexene on the MoS₂ surface before and after adding Co were calculated by molecular simulation, respectively. The results reveal that the increase of CoMoS phase on the catalyst surface improves the HDS/HYD selectivity. Compared with HYD site of 1-hexene, the electron accepting ability of thiophene HDS site can be improved significantly by the adding of Co support, which benefits to improve the adsorptions of thiophene on the surface over catalyst and decrease the activation energy barrier of HDS for thiophene. This fact also points out that the CoMoS phase is the active site of high HDS and HDS/HYD selectivity.

Key words: Adsorption of CO, In situ FTIR spectrum, Quantum chemical calculation, Fluid catalytic cracking(FCC) gasoline, Hydrode-sulfurization selectivity

中图分类号:

O643.3

TrendMD:

齐和日玛, 赵晓光, 张韫宏, 袁蕙, 徐广通. CO吸附原位红外光谱结合分子模拟计算研究FCC汽油加氢脱硫催化剂的选择性. 高等学校化学学报, 2012, 33(02): 383.

QIHE Ri-Ma, ZHAO Xiao-Guang, ZHANG Yun-Hong, YUAN Hui, XU Guang-Tong. Investigation of Selectivity over HDS Catalysts by in situ IR Spectra of Adsorbed CO and Molecular Simulation Calculation. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(02): 383.

参考文献

[1] SUN Ai-Guo(孙爱国), WANG Dao-Ming(汪道明). Petro. Ref. Engin.(炼油设计)[J], 2002, 32(10): 4-9 [2] LI Da-Dong(李大东). Acta Petrolei Sinica(石油学报)[J], 2005, 21(3): 17-24 [3] LI M. F., LI H. F., Jiang F., Chu Y., Nie H.. Catal. Today [J], 2010, 149(1/2): 35-39 [4] QI Xing-Yi(齐兴义), GUO Lin(郭林), LI Wen-Zhao(李文钊), Michel Lacroix, Michel Vrinat, Francoise Mauge. Chem. J. Chinese Universities(高等学校化学学报)[J], 2002, 23(2): 296-297 [5] Cristol S., Paul J. F., Payen E., Bougeard D., Hutschka F., Clemendot S.. J. Catal.[J], 2004, 224: 138-147 [6] Cristol S., Paul J. F., Schovsbo C., Veilly E., Payen E.. J. Catal.[J], 2006, 239: 145-153 [7] Paul J. F., Cristol S.. Catal. Today[J], 2008, 130: 139-148 [8] Raybaud P., Hafner J., Kresse G., Toulhoat H.. Phys. Rev. Lett.[J], 1998, 80: 1481-1484 [9] Todorova T., Prins R., Weber T.. J. Catal.[J], 2005, 236: 190-204 [10] Moses P. G., Hinnemann B., Topsoe H., Norskov J.. J. Catal.[J], 2007, 248: 188-203 [11] Bruneta S., Meya D., Perot G., Christophe B., Fabrice D.. Appl. Catal. A: Gen.[J], 2005, 278: 143-172 [12] Mochizuki T., Itou H., Toba M., Miki Y., Yoshimura Y.. Energ. Fuel[J], 2008, 22: 1456-1462 [13] Shi G. J., Zhao H. Y., Song L. G., Shen J. Y.. Energ. Fuel[J], 2008, 22: 2450-2454 [14] Toba M., Miki Y., Matsui T., Harada M., Yoshimura Y.. Appl. Catal. B: Environ.[J], 2007, 70: 542-547 [15] Fan Y., Lu J., Shi G., Liu H. Y., Bao X. J.. Catal. Today[J], 2007, 125: 220-228 [16] Toba M., Miki Y., Kanda Y., Harada M., Yoshimura Y.. Catal. Today[J], 2005, 104: 64-69 [17] Hatanaka S.,Yamada M.. Ind. Eng. Chem. Res.[J], 1997, 36: 5110-5117 [18] Hatanaka S.,Yamada M.. Ind. Eng. Chem. Res.[J], 1998, 37: 1748-1754 [19] Lélias M. A., Kooyman P. J., Mariey L., Olivieroa L., Traverta A., van Gestel J.. J. Catal.[J], 2009, 267: 14-23 [20] Travert A., Dujardin C., Maug F., Veilly E., Cristol S., Paul J. F., Payen E.. J. Phys. Chem. B[J], 2006, 110: 1261-1270 [21] Lélias M. A.,Guludec E. Le., Mariey L., van Gestel J., Travert A., Oliviero L., Mauge F.. Catal. Today[J], 2010, 150(3/4): 179-185 [22] Dujardin C., Lelias M. A., Gestel J. van, Travert A., Duchet J. C., Mauge F.. Appl. Catal. A: Gen.[J], 2007, 322: 46-57 [23] Sundaramurthy V., Dalai A. K., Adjaye J.. Catal. Lett.[J], 2005, 102(3/4): 299-306 [24] CHEN Wen-Bin(陈文斌). Influence of Acid-base Properties of Support on the Properties of Sulfided Mo and CoMo/Al₂O₃ Hydrotreating Catalysts(载体酸碱性质对硫化态钼和钴钼催化剂性质的影响)[D], Beijing: Research Institute of Petroleum Processing, 2009 [25] Mueller B., van Langeveld A. D., Moulijn J. A., Knoezinger H.. J. Phys. Chem.[J], 1993, 97(35): 9028-9033 [26] Lélias M. A., Gestel J van., Maug F., van Veen J. A. R.. Catal. Today[J], 2008, 130: 109-116 [27] Sorescu D. C., Cugini A. V., Sholl D. S.. Fuel Chemistry Division Preprints[J], 2002, 47(1): 226-227 [28] Qiu L. M., Xu G. T.. Appl. Surf . Sci.[J], 2010, 256: 3413-3417

CO吸附原位红外光谱结合分子模拟计算研究FCC汽油加氢脱硫催化剂的选择性

Investigation of Selectivity over HDS Catalysts by in situ IR Spectra of Adsorbed CO and Molecular Simulation Calculation

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李康明, 李延赛, 易阳杰, 徐雷涛, 叶姣, 欧晓明, 李建明, 胡艾希. 5-吡唑甲酰胺类衍生物的设计、合成与生物活性[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 716.
[2]	李庆, 易平贵, 陶洪文, 李洋洋, 张志于, 彭文宇, 李玉茹. 溶剂效应和取代基效应对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑光谱性质及激发态分子内质子转移的影响[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(7): 1425.
[3]	蔡延超,牛鹏飞,沈振陆,李美超. 伯胺在电催化媒介ABNO作用下的自氧化偶联反应[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2308.
[4]	赵邦屯, 陶晶晶, 陈小纪, 付慧敏, 朱卫民. 含噻吩和吡啶基的插烯式四硫富瓦烯衍生物的合成、结构和电化学性质[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(7): 1449.
[5]	于凤丽, 王庆玉, 李桂晓, 袁冰, 解从霞, 于世涛. Brönsted-Lewis有机-无机杂多酸催化模拟催化裂化汽油的烷基化脱硫反应[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(1): 72.
[6]	刘阳, 付现伟, 赵天宇, 廉刚, 董宁, 宋思德, 王琪珑, 崔得良. 利用原位红外光谱研究钙钛矿复合半导体CH₃NH₃PbI₃的稳定性[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(9): 1605.
[7]	买合木提江·杰力, 阿布来提·麦麦提, 阿里木江·艾拜都拉, 买买提·吐尔逊. 氟化氢团簇(HF)_n(n=2~8)拓扑性区别氢键构型的图论列举法和量子化学计算法研究[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(12): 2275.
[8]	陈九菊. 有机半导体Terazulene单晶双极电荷传输性质的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(1): 121.
[9]	向俊峰, 易平贵, 于贤勇, 陈建, 郝艳雷, 任志勇. 纳米腔限制环境下2-(2-羟苯基)苯并噻唑的质子转移[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(4): 654.
[10]	王宽, 陈建刚, 王伯周, 吕剑, 王文亮, 刘峰毅, 周诚, 廉鹏, 刘忠文, 刘昭铁. FOX-12制备过程的反应机理及动力学[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(3): 531.
[11]	杨旭, 段爱军, 赵震, 姜桂元, 刘坚, 韦岳长, 李建梅. L/W复合分子筛的合成及在催化裂化汽油加氢改质催化剂中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(2): 336.
[12]	高成贵, 隆正文, 谭兴凤, 龙波, 张为俊, 龙超云, 秦水介. 气相中HRnCCH和X(X=H₂O,NH₃)反应机理的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(2): 344.
[13]	于晓慧, 张文朋, 操建华, 蒋士冬, 吴大勇. 原位红外光谱法研究电纺聚酰胺酸纳米纤维膜热亚胺化过程[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(10): 2246.
[14]	詹冬玲, 高楠, 韩葳葳, 冯雁. 嗜热蛋白酶PH1704别构中心量子化学计算与突变体动力学[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(1): 146.
[15]	朱英红, 陆在祥, 陈琼, 马淳安. 甲苯异构体在石墨电极上的直接电氧化[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(9): 2210.