放射性^<35>Sトレーサー法による脱硫反応機構の解明および高性能深度脱硫触媒の探索

放射性^<35>S示踪法阐明脱硫反应机理及寻找高性能深度脱硫催化剂

• 批准号: 09218219
• 负责人: 加部 利明
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09218219/
• 关键词: 触媒; 脱硫; ルテニウム; セシウム; カルボニル錯体; ラジオアイソトープトレーサー法; 水素化; アルカリ金属

本研究では担持量を変化させたルテニウム-セシウム触媒を用いて^<35>SでラベルしたDBT([^<35>S]DBT)の水素化脱硫反応を行い、作動状態での触媒中の硫黄の挙動を追跡することにより、この触媒の脱硫反応特性について検討した。触媒は、メタノール中でRu_3(CO)_<12>とCsOHを反応させアニオン性のルテニウムカルボニル錯体を調製し、得られ溶液にアルミナを加え2時間撹拌した後、溶媒を留去してルテニウム担持量4-20(wt%)の触媒を調製した。反応には固定床流通式高圧反応装置を用い、反応温度300°C、圧力50kg/cm^2、WHSV28h^<-1>、H_2ガス流量25l/h、DBT濃度1wt%(溶媒Decalin)の条件下で行った。反応操作は最初に[^<32>S]DBT溶液で3h反応を行い、転化率が安定したところで[^<35>S]DBT溶液に切り換え4-7h反応を行った。その後、デカリンのみの溶液を3h流した後、再び[^<32>S]DBT溶液で4-7h反応を行った。[^<32>S]DBTから[^<35>S]DBTに切り換えた時の^<35>Sの導入量から触媒中の交換可能な硫黄量S_<0A>を、デカリンに切り替えたときの放出された^<35>Sの放射能量から還元された硫黄量S_<0B>を、そして[^<32>S]DBTに切り替えたときの放出された^<35>Sの放射能量から還元後の交換可能な硫黄量S_<0C>を評価した。また放出された[^<35>S]H_2Sの放出速度定数kを求めた。その結果、Ru担持量の増加に伴い、触媒上の硫黄の移動性を示すと考えられるH_2Sの放出速度定数kは減少したが、触媒上の活性サイトの数を示すと考えられる交換可能な硫黄量は増加した。従って、Ru担持量の増加はRu-S結合を強くすると同時に、活性サイトの数を著しく増加させることにより脱硫活性を向上させるが、20%まで担持させると触媒上の硫黄の移動が遅くなるために脱硫活性は低下することがわかった。

This study で は bear a quantity を variations change さ せ た ル テ ニ ウ ム - セ シ ウ ム catalyst を with い て ^ < > 35 S で ラ ベ ル し た DBT ([^ < > 35 S] DBT) の water element chemical desulfurization anti 応 を い, actuation state で の catalyst in の sulfur の 挙 dynamic を tracing す る こ と に よ り, こ の catalyst の desulfurization anti 応 features に つ い て beg し 検 た. In catalytic は, メ タ ノ ー ル で Ru_3 (CO) _ < 12 > と CsOH を anti 応 さ せ ア ニ オ ン sex の ル テ ニ ウ ム カ ル ボ ニ ル misprinted を し modulation, and ら れ solution に ア ル ミ ナ を え 2 time 撹 mix し た, solvent を leave to し て ル テ ニ ウ ム bear a volume 4-20 (wt %) の catalyst を modulation し た. The で operation った of the fixed-bed flow-through high-pressure reverse 応 device is carried out under the conditions of で, reverse 応 temperature of 300°C, pressure of 50kg/cm ², WHSV28h^<-1>, H_2ガス flow rate of 25l/h, and DBT concentration of 1wt%(solvent Decalin) <s:1>. Anti 応 は に initial operation [^ < > 32 S] で DBT solution 3 h 応 を line い, planning rate が settle し た と こ ろ で [^ < > 35 S] に cut り DBT solution in え 4 to 7 h the 応 を line っ た. , after そ の デ カ リ ン の み を の solution 3 h flow し た, び again after [^ < > 32 S] DBT solution で 4 to 7 h the 応 を line っ た. 32 [^ < > S] DBT か ら [^ < > 35 S] DBT に り cutting in え た when の ^ < > 35 S の import quantity か ら の exchange may な sulfur content in catalytic S_ < 0 a > を, デ カ リ ン に り cutting for え た と き の release さ れ た ^ < > 35 S の radiation energy か ら also yuan さ れ た sulfur amount S_ < b > 0 を, そ し て [^ 32 > < S] DBT に り cutting for え た と き の release さ れ た ^ < > 35 S の radiation energy か ら might の exchange after yuan な sulfur amount S_ < 0 c > を review 価 し た. Youdaoplaceholder0 releases された[^<35>S]H_2S <s:1> releases the velocity fixed kを find めた. そ の result, Ru bear hold の raised に い, catalyst on の sulfur の mobility を shown す と exam え ら れ る H_2S の release rate constant k は reduce し た が, の on catalytic activity サ イ ト の number を shown す と exam え ら れ る exchange may な sulfur in は raised add し た. 従 っ て Ru bear hold in の raised add は Ru - S combined with strong を く す る と に at the same time, active サ イ ト の number を the し く raised plus さ せ る こ と に よ り desulfurization activity を upward さ せ る が, 20% ま で bear hold さ せ る と catalyst on の sulfur の mobile が 遅 く な る た め に low desulfurization activity は す る こ と が わ か っ た.

项目成果

Atsushi Ishihara: "Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene Catalyzed by Supported Metal Carbonyl Complexes.Part 8" J.Jpn.Petrol.Inst.(Sekiyu Gakkaishi). 41.1. 51-58 (1988)

Atsushi Ishihara：“负载型金属羰基配合物催化二苯并噻吩的加氢脱硫。第 8 部分”J.Jpn.Petrol.Inst.(Sekiyu Gakkaishi)。

Weihua Qian: "Elucidation of Molybdenum-Based Catalysts Using a Radioisotope Tracer Method.Part 2." J.Chem.Soc.Faraday Trans.93.24. 4395-4400 (1997)

钱卫华：“使用放射性同位素示踪方法阐明钼基催化剂。第 2 部分。”

Toshiaki Kabe: "Elucidation of Hydrodesulfurization Mechanicm Using ^<35>S Radioisotope Pulse Tracer Methods." Catalysis Today. 1107. 1-10 (1997)

Toshiaki Kabe：“使用^ 35 S放射性同位素脉冲示踪方法阐明加氢脱硫机制。”

Weihua Qian: "Elucidation of Molybdenum-Based Catalysts Using a Radioisotope Tracer Method.Part 1." J.Chem.Soc.Faraday Trans.93.9. 1821-1826 (1997)

钱伟华：“使用放射性同位素示踪方法阐明钼基催化剂。第 1 部分。”

Atsushi Ishihara: "Hydrode Sulfurization of Dibenzothiophene Catalyzed by Supported Metal Carbonyl.Part 7." J.Jpn.Petrol.Inst.(Sekiyu Gakkaishi). 40.6. 516-523 (1977)

Atsushi Ishihara：“负载型金属羰基催化二苯并噻吩的氢化硫化。第 7 部分。”