混合体系中蒽的转化率和加氢物质的含量随反应时间的变化
柴油中存在过多的芳烃可降低其十六烷值, 并导致汽车尾气中有害颗粒物和NOx排放的增加. 随着对清洁能源的要求, 降低柴油中的芳烃含量已成为研究的重点. 芳烃饱和是降低柴油中芳烃含量的有效途径. 负载型贵金属催化剂由于具有低温下高芳烃加氢活性而受到广泛关注, 但对硫极其敏感. 最近发现, 负载在β等酸性载体上的贵金属催化剂具有较高的抗硫性. 但载体酸性较高时, 会增加催化剂裂解活性, 导致积碳速率的增加.水蒸汽脱铝获得的Y载体负载贵金属催化剂具有较高的芳烃加氢活性和抗硫性.
目前文献报道中大多以单体系芳烃分子为模型反应物, 较少使用真实柴油. 模型反应物中分别以四氢萘、萘和菲代表1-, 2-, 3-芳环的芳烃化合物. 使用单一的芳烃化合物并不能反应真实情况, 多芳烃之间存在着竞争反应. 另一方面, 柴油中含有几百个1-, 2-, 3-芳环的芳烃化合物, 分析各个物质的加氢过程是非常困难的. Ito等以萘加氢为探针反应, 研究了萘与四氢萘同时存在的加氢反应. 结果发现, 萘的加入显著抑制四氢萘加氢.甲苯、四氢萘和萘的混合物在Ni/Al2O3催化剂上的加氢实验表明, 萘强烈抑制甲苯和四氢萘的加氢. 但以上实验没有考察分子动力学直径不同的芳烃分子的加氢. 不同种类的芳烃分子除竞争活性位之外, 还存在其它影响加氢活性的因素.
河北科技大学化学与制药工程学院徐智策等人采用水蒸汽脱铝获得了超稳Y载体,并用离子交换法制备了金属含量约为0.8 wt%的双贵金属催化剂. 用NH3程序升温脱附、X 射线衍射、N2吸附-脱附等方法表征了载体和催化剂. 以萘、蒽、芘加氢为模型反应,在高压反应釜中研究了催化剂的加氢活性以及它们之间竞争加氢的反应. 结果表明, 催化剂具有深度加氢的能力. 萘与蒽竞争加氢的结果表明, 蒽的加氢活性高于萘加氢活性, 并且蒽抑制萘加氢, 萘抑制了八氢蒽向全氢蒽的转化. 说明对于分子动力学直径相当的混合体系中, 多环物质抑制少环物质的加氢. 分子动力学直径不同的萘与芘加氢结果表明, 萘的转化率始终高于芘的转化率, 并且单和混合体系中萘和芘的转化率变化程度不大, 说明分子能否扩散进入分子筛孔道内也是影响加氢活性的重要因素.