煤液化油重组份加氢裂化反应特性与催化剂的构效关系

本项目针对我国煤制油技术中开发高性能煤直接液化油提质催化剂的实际需求，以提高煤液化油重质组份在加氢裂化提质中的催化反应活性为研究目标。通过对煤液化油及其加氢裂化产物中重质成份的定性与定量分析，实现对重质组份在加氢裂化反应过程中变化行为的跟踪检测；选取其中含量较高并较难转化的多环芳烃和含氧、含氮的杂环化合物为探针分子进行反应动力学考察，并采用催化反应原位红外表征手段分析这些重组份的加氢裂化反应机理、及其对煤液化油加氢裂化催化性能的影响。同时考察催化剂组成、结构等性质的变化对重质组份反应活性与选择性的影响规律，并结合催化剂的物化表征，综合分析建立煤液化油重质组份反应特性与催化剂性质的构效关系；据此设计制备对重质成份具有高转化活性的反应催化剂，并进行催化剂性能的反应验证与优化调整。通过对试验结果的分析提出高性能煤液化油提质工业催化剂制备的技术指导方案。

本项目针对我国煤制油技术中开发高性能煤直接液化油提质催化剂的实际需求，以提高煤液化油重质组份在加氢裂化提质中的催化反应活性为研究目标。通过硅胶柱层析分离与色谱-质谱/色谱-光谱联用技术,对煤液化油及其加氢裂化产物中重质成份、包括O、N、S杂环化合物的定性与定量分析。建立了适用于煤液化油产物中重质成份的高灵敏度分析方法，实现对重质组份在加氢裂化反应过程中变化行为的跟踪检测。选取其中含量较高并较难转化的多环芳烃和含氧、含氮的杂环化合物作为代表性的探针分子配制成模拟煤液化油作为反应物，在不同性质的加氢精制催化剂上进行加氢裂化反应过程的跟踪考察。分析对这些重组份的加氢裂化反应机理、及其对煤液化油加氢裂化催化性能的影响。同时通过设计制备不同酸性、孔结构和金属组成的系列催化剂，考察催化剂组成、结构等性质的变化对重质组份反应活性与选择性的影响规律，并结合催化剂的物化表征，综合分析建立煤液化油重质组份反应特性与催化剂性质的构效关系。据此分析提出高性能煤液化油提质催化剂制备技术的理论指导，优化调整了催化剂的酸性、大孔结构和加氢金属组成，以及催化剂的制备方法，设计制备了对重质成份具有高转化活性的8%Ni-8%W/Al2O3-USY反应催化剂，结果表明加氢精制的氧、硫和氮重质组份脱除率分别可达到95%、93%和86%，与现有同类石油炼制精制催化剂对比实验室反应评价后该催化剂达到燃油收率提高4%以上。本项目研究成果对于开发高性能煤直接液化油提质催化剂具有理论价值与实际意义。