制备管中管MCM－41及其应用于重油加氢脱硫反应.pdfVIP

国际华^石油与石油化工科技研讨会199876l 制备管中管MCM-41及其应用于 重油加氢脱硫反应 万本儒‘，林宗荣’，林弘萍’，牟中原+ 台湾大学化工系‘与化学系。 um，其管壁是由一根根含中孔径之小管平行于管壁排列而成，这些小管直径事实上与传统之MCM一 41相似．本研究分以下两部分探讨：第一部分是管中管MCM-41之制备放大变因研究，第二部分则 是研究相关触媒的重油加氢脱硫催化活性．由第一部分研究结果发现，搅拌叶片之设计、搅拌转速、 加酸速率、100C水热反应前之反应温度及预混合时间等，都会影响管中管MCM一4l之产量，相关程 度之控制极为重要．而第二部分VGO重油加氢脱硫之研究，则是以12wt％MoO，及3wt％NiO含浸在各 担体上，比较管中管MCM-41与传统之MCM-41、v—Al203及Si02对反应之影响．由结果得知，不含 铝之管中管MCM-4l仅在初期两天之反应活性，都高于其他触媒之活性；但就稳定性而言，则以Y— 中管中管MCM-41的衰退速率较高．所以本研究结论出就重油加氢脱硫反应而言，除非能改善管中 管MCM-41稳定性，否则未来并不适合应用于相关程序。 1研究背景 Oil公司利用带正电的四级铵盐介面活性剂当模版与带负电荷的矽酸盐结 从1992年Mobile 合，开发出新型中孔沸石，此类中孔沸石具有高表面积(BET约1000m2／g)、孔洞大小一致且可调 整等优点，可应用于催化大型或中型分子的反应，制作奈米导线及光电材料等，近年来引起广泛重 视。 台大化学系牟中原教授研究室所合成的中孔洞MCM-41是采[后段加酸]方法合成一种形状均匀 LineDraw”＼s13A}， 143＼f“Ms 独特的[管中管]构造，其中大管平均外径约在1000—3000symbol LineDraw”＼s13A)。此法在适当比例介面活性剂、矽酸盐与水 小管约15—100symbol143＼f“MS 的配方下，利用调变加酸的快慢来控制溶液中氧化矽单体的拟聚速率。这方法除了可获高稳定性的 143＼f“MSkineDraw”＼s13A))沸石外，更发现规则性分 symbol 直管状六角型中孔洞(15一100 143＼f“MSLineDraw”＼s13h})。这种阶层性[管 symbol 布均匀的较大中空圈卷管(1000—3000 中管]的形成，启开了合成的新领域，提供了在形相学上的研究和未来多元化的应用。 Br的微胞与矽铝酸盐成静 [管中管]结构的生成，初步的认知是在未加酸时介面活性剂c，。TMA 电作用排列，形成具有多层平行柔软的平面层中间物．各层状中间物被水分隔，加酸初期。六角型 之MCM-41的结构逐渐形成，平版状也逐渐卷取成一大的圆管，而产生所谓[管中管]由来。由于矽 胶(矽酸盐)与介面活性剂在溶液中的排列作用使溶液最初呈现白色乳黏稠胶状液体．经加酸的过 程此胶体开始进行聚合最后成固体物析出，这复杂的反应行为和圆管卷曲时机值得再深入研究并加 以控制与放大。另外，由于管中管MCM-41具备均匀之大型孔径，适合黏稠性高的反应物进行催化 反应，值得开发与利用。所以，本研究分以下两部分探讨：第一部分是管中管MCM-41之制各放大 变因研究，第二部分则是研究相关触媒的重油加氢脱硫催化活性。 762 国际华^石油与石油化工科技研讨会1999 2实验方法与步骤 2．1 MCM-41管中管放大制作流程 首先量取1．379(放大倍率)四级铵盐介面活性剂：溴化十六烷基三甲基铵c，9H。BrN(简称 C sodium 此Sodium aluminate水溶液倒入