Ni＠SiO2催化雙環戊二烯加氫性能的研究

閆 瑞，趙 杰，陶志平，舒興田，賈丹丹，伏朝林，王 圣

（中石化石油化工科學研究院有限公司，北京 100083）

在噴氣燃料的發展進程中，由于某些航空飛行器的油箱體積有限，對噴氣燃料的密度等理化性質提出了更高的要求。傳統噴氣燃料由石油通過直接蒸餾、加氫精制、加氫裂化等工藝生產，存在密度低、體積熱值低等問題。因此，高密度噴氣燃料的合成受到廣泛關注。一般來說，多環結構能夠有效增加碳氫燃料的密度，并提供更高的體積熱值[1-8]。常見的高密度噴氣燃料包括：①JP-10，主要成分為掛式四氫二環戊二烯（exo-THDCPD），其密度為0．94 g／m L；②RJ-4，主要成分為掛式四氫二甲基雙環戊二烯，其密度為0．91 g／mL；③RJ-7，主要成分為掛式四氫三環戊二烯（exo-THTCPD），其密度為1．02 g／m L。其中，JP-10具有體積熱值高（39．4 MJ／L）、密度大（0．94 g／m L）、低溫性能好（冰點－79℃）等優點，應用最為廣泛。目前，exo-THDCPD由蒸汽裂解副產物C5餾分中的DCPD經加氫-異構制得，其合成路線見圖1[9-13]。隨著國內大型蒸汽裂解裝置的投產，DCPD產能將不斷擴大，為DCPD制備高密度噴氣燃料JP-10提供了充足的原料保障。然而，現階段exo-THDCPD的制備仍存在污染重、成本高、效率低、不連續的問題[14-15]，亟需開發綠色、經濟、連續化的生產技術。

圖1 DCPD加氫-異構制備exo-THDCPD反應示意

DCPD高效加氫是保證連續化生產exo-THDCPD的關鍵。工業上，DCPD加氫一般采用Pd／C或Raney Ni催化劑在間歇釜中完成。然而，Pd／C催化劑成本高、成型困難；Raney Ni催化劑在儲存使用過程中存在安全問題。為此，科研工作者陸續開發了多種加氫催化劑，以期望實現DCPD加氫的連續高效生產，但效果甚微。夏賈賈等[16]將骨架鎳負載到Al2O3上制備出加氫催化劑，在反應溫度為140℃、氫分壓為2．5 MPa、質量空速為2．0 h－1、氫油體積比為200的條件下，DCPD轉化率達95%。……