载体预处理对柴油加氢催化剂催化性能的影响
- 格式:doc
- 大小:25.50 KB
- 文档页数:3
《载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响》篇一一、引言随着环境问题的日益突出,可再生能源和生物质资源的利用成为了科研和工业界关注的焦点。
其中,甘油作为生物柴油生产的副产品,其有效利用成为了研究的热点。
氢解甘油作为一种高效的转化方法,受到了广泛关注。
在氢解甘油的过程中,催化剂的选择是关键因素之一。
Pt-W-Zr系催化剂因其优异的催化性能,在甘油氢解反应中得到了广泛的应用。
然而,催化剂的性能并不仅仅取决于其活性组分,载体的选择也对催化剂的性能有着重要的影响。
本文旨在探讨载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响。
二、载体材料的选择及其特性载体是催化剂的重要组成部分,它不仅影响着催化剂的物理性质,如比表面积、孔结构等,还影响着催化剂的化学性质和活性。
在Pt-W-Zr系催化剂中,常用的载体材料包括氧化铝、二氧化硅、分子筛等。
这些载体材料具有不同的特性,如比表面积、孔径分布、酸碱性等,这些特性都会影响催化剂的性能。
三、载体对Pt-W-Zr系催化剂性能的影响1. 比表面积的影响载体的比表面积是影响催化剂性能的重要因素之一。
比表面积大的载体能够提供更多的活性位点,有利于催化剂的分散和反应物的吸附。
因此,使用比表面积较大的载体可以提高Pt-W-Zr 系催化剂的催化性能。
2. 孔结构的影响载体的孔结构对催化剂的性能也有重要影响。
适当的孔径和孔容有利于反应物的扩散和传输,从而提高催化剂的活性。
同时,载体的孔结构还可以影响催化剂的分散度和稳定性。
3. 酸碱性的影响载体的酸碱性也会影响催化剂的性能。
在氢解甘油反应中,载体的酸碱性可以影响反应物的吸附和反应路径。
适当的酸碱性有利于提高催化剂的活性和选择性。
四、实验方法与结果为了研究载体对Pt-W-Zr系催化剂性能的影响,我们采用了不同的载体材料进行实验,并对比了其催化氢解甘油的性能。
实验结果表明,使用比表面积较大的载体可以提高催化剂的活性;适当的孔径和孔容有利于提高催化剂的稳定性;而载体的酸碱性则会影响催化剂的选择性。
2020年03月柴油加氢催化剂浅谈李恺翔(延安职业技术学院石油和化学工程系,陕西延安716000)摘要:随着现代社会对柴油质量标准的提高,积极改进柴油生产技术工艺的工作也在逐步推进。
加氢过程是清洁柴油生产的最有效方法,可以通过某些高活性、高选择性的催化剂与加氢技术来实现高效化工作,以生产清洁能源。
文章将围绕柴油加氢催化剂相关内容展开论述。
关键词:柴油;加氢催化剂;加氢脱硫利用加氢的方法将烃类物质中的某些杂原子进行加氢反应后,可以转化为无机成分,油品的氧化安定性得到显著提高,不仅改善了燃烧性能,且腐蚀性降低,能够得到更加优质与环保的石油产品。
[1]加氢催化剂是效果好坏的核心与关键,且加氢技术的核心本身也是围绕加氢催化剂的开发说进行。
目前加氢催化剂的活性组分基本由三种类型组成,即Co-Mo 、Ni-Mo 与Ni-W 三个系列的催化剂。
1柴油加氢催化剂的技术要点与加氢处理按照加氢的目的差异,可以划分为加氢脱氮反应(HDN )、加氢脱硫反应(HDS )、加氢脱金属反应(HDM )与加氢脱氧反应(HDO )等类型,而本文所涉及到的柴油加氢催化剂研究主要偏重于HDS 和HDN 两个方面的范畴,从而确定加氢反应选用的催化剂性能与操作条件,从原料组成、性能方面研究催化剂对脱硫、脱氮的影响。
1.1技术要点以石化产品中的柴油为例,柴油中的硫在高温燃烧时会生成硫相关的氧化物,以二氧化硫为主,不仅会导致空气污染,同时也会影响到发动机的零部件质量。
尾气中的可溶性有机物、颗粒物对环境和人类健康都会产生不利影响。
含氮化合物和油品中的非烃类化合物促使这些物质产生反应生成胶质沉淀,柴油的安定性变差,油品的正常燃烧和使用也受到了干扰。
1.2加氢处理据分析目前柴油中的主要杂质为含硫化合物,所以现阶段柴油产品中需要进行HDS 加氢脱硫工作。
从反应模式来看,石油馏分中的硫醇主要集中于低沸点的馏分当中,在300℃以上的馏分中几乎没有硫醇的存在。
载体水热处理时间对催化剂性质及加氢降残炭活性的影响张轩;杨清河;胡大为【摘要】考察了载体水热处理时间对催化剂物性结构及加氢降残炭活性的影响。
采用低温 N2吸附-脱附、H2-程序升温还原、拉曼光谱、热重、高分辨透射电子显微镜等手段对载体和催化剂进行了表征。
结果表明,不同时间水热处理得到的载体制成催化剂后,随着载体水热处理时间的延长,由于载体表面—OH 数量增加,金属与载体间的相互作用逐渐增强,从而使硫化后的催化剂活性相结构发生变化,活性相逐渐变“小”。
在高压釜中进行了催化剂的实际油品降残炭与脱硫性能评价,发现随着载体水热处理时间的延长,催化剂的降残炭和脱硫活性逐渐降低。
%The effect of hydrothermal treatment time of support on physical structure and HDCCR activity of catalysts was studied. The catalysts were characterizedby BET,TPR,Raman spectrum, TG,HRTEM. It is shown that with the increasing of hydrothermal treatment time of the support,the number of —OH groups on the support surface increases. The catalysts made from hydrothermal trea-ted supports have higher specific surface area and lower mean pore size. Those changes indicate that the interaction between metal and support increases with increasing of hydrothermal treatment time, resulting in changes in the structure of active phase of catalysts. The active phase size becomes smaller and the degree of aggregation decreases. The performances of catalysts were evaluated in an autoclave and the results show that the HDCCR and HDS activity of the catalyst are both decreased as the hydro-thermal treatment time is prolonged.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P58-62)【关键词】渣油加氢;残炭;催化剂;金属;载体;水热处理【作者】张轩;杨清河;胡大为【作者单位】中国石化石油化工科学研究院,北京 100083;中国石化石油化工科学研究院,北京 100083;中国石化石油化工科学研究院,北京 100083【正文语种】中文由于渣油是原油中最重的组分,又含有大量的硫、氮和金属等杂原子,所以对渣油的处理一直是炼油工业的重点和难点[1-4]。
36随着时代的发展,我国对于环境保护的重视也逐渐提高,相关研究人员开始入手研究柴油净化处理工艺,进而能够通过有效措施,剥离柴油中的各种有害物质,提高柴油应用的清洁性,符合新时期的绿色持续发展战略。
一、研究背景在现代化背景下,环保要求逐渐提高,柴油相关性能质量要求也相继提升,为此需积极研发具有高活性特征的加氢精制催化剂,将柴油馏分内的芳烃和硫等杂质全部脱离出去。
同时所用的催化剂还需要具备较高耐压强度、选择性与活性,如果强度不足,容易扩大反应器床层压降,降低设备寿命和经济效益。
二、试验部分1.催化剂制备和载体相关试验内容选择中,主要是选择国产的氧化铝干粉,并于常温状态下,选择有效的粘合剂、助挤剂、胶溶剂等,配置相应的成水溶液,随后进行捏合,于双螺杆挤条机中进行反复挤压,最后通过D1.5毫米的三叶草形孔板实施成型处理,经过彻底干燥烧焙后形成基础载体。
于某种反应温度状态下,把几种具备活性组分金属盐实施全面溶解,并配置相关溶液,对PH值进行合理调节后,可以将浸渍液喷到载体内,随后实施养生、干燥和焙烧处理,形成催化剂。
2.载体熊设置测定结束载体制备以及催化剂等试剂后,可以通过四分法对试剂取样,并通过BET方法对载体空分布状态、孔半径、比表以及孔容等实施准确分析,对载体自身机械化强度进行准确判定。
对结束研制后的催化剂进行评价,生成油结合指示剂方法对油品芳烃进行准确测量,而LC-2微库仑测定装置能够对油品内相关硫含量进行检测。
三、试验结果和分析讨论1.氧化铝粉结合相关试验和信息资料研究调查分析,能够对催化剂反应性能产生影响的因素,并非是催化剂总孔容,而是催化剂相关孔分布状态,即一种有效孔容。
载体自身性能会对催化剂造成一定影响,其中产生直接影响的主要因素是载体相关机械强度与孔结构。
为此,需要充分结合加氢精制低芳烃含量以及低硫柴油相关原料要求,通过有效的试验措施,对孔整体分布状态进行科学调整,进而使其能够进一步扩大催化剂的应用期限。
《载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响》篇一一、引言随着环保意识的增强和可再生能源的日益重视,生物质能源的开发与利用已成为科研领域的热点。
甘油作为生物柴油生产过程中的重要副产物,其有效利用具有重要意义。
催化氢解甘油技术被认为是一种有效转化甘油的途径,其中,Pt-W-Zr系催化剂因其优异的催化性能受到了广泛关注。
而催化剂的载体对催化剂性能的影响也是研究的重点之一。
本文将就载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响进行探讨。
二、Pt-W-Zr系催化剂及载体的概述Pt-W-Zr系催化剂是一种多组分催化剂,其中Pt作为活性组分,W和Zr则起到助剂的作用。
而载体则是催化剂的重要组成部分,它不仅影响着催化剂的物理性质,如比表面积、孔隙结构等,还影响催化剂的化学性质和催化性能。
常见的载体材料包括氧化铝、二氧化硅、活性炭等。
三、不同载体对Pt-W-Zr系催化剂性能的影响1. 氧化铝载体氧化铝载体因其良好的热稳定性、高比表面积和适宜的酸碱性,常被用于制备Pt-W-Zr系催化剂。
研究表明,氧化铝载体能够提高催化剂的分散度,从而提高催化活性。
此外,氧化铝载体还能够与活性组分之间形成较强的相互作用,有助于提高催化剂的稳定性。
2. 二氧化硅载体二氧化硅载体具有较高的热稳定性和化学稳定性,能够提高催化剂的抗中毒能力。
同时,二氧化硅载体能够提供适宜的孔隙结构和比表面积,有利于反应物的扩散和吸附。
然而,二氧化硅载体的表面酸性较弱,可能影响催化剂的活性。
3. 活性炭载体活性炭载体具有较高的比表面积和良好的吸附性能,能够提高催化剂的分散度和反应物的吸附能力。
此外,活性炭载体的表面性质可通过改性来调节,以满足不同催化反应的需求。
然而,活性炭载体的热稳定性较差,可能在高温下发生烧结,影响催化剂的性能。
四、实验结果与讨论通过对比不同载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响,我们发现:1. 氧化铝载体能够提高催化剂的分散度和稳定性,从而提高催化活性。
柴油加氢脱硫催化剂载体的研究进展刘芳;王筠;李全良;王小光【摘要】本文综述了近年来深度加氢脱硫催化剂载体的研究进展,分类介绍了单组分载体和复合载体等对加氢脱硫催化剂性能的影响.单组分载体存在易于与活性组分作用,从而影响催化剂的活性;或者机械强度不够,影响其在工业过程中的应用.复合载体可以克服单组分载体的缺陷,从而使制备的催化剂具有较好的催化能力.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P34-37)【关键词】载体;加氢脱硫;催化剂;研究进展【作者】刘芳;王筠;李全良;王小光【作者单位】周口师范学院,河南周口466000;周口师范学院,河南周口466000;周口师范学院,河南周口466000;周口师范学院,河南周口466000【正文语种】中文近年来,中国北方秋冬季节的雾霾现象严重影响人们的生活,而汽车尾气排放是引起雾霾现象的原因之一。
国家为了减少雾霾,采取了一系列措施,其中就包括减少车辆尾气对大气的污染。
同时,世界上各个国家都要求不断降低车用汽油和柴油中硫和芳烃的含量。
这使得世界炼油企业面临生产更清洁汽油和柴油的严峻考验,超低硫柴油将成为发展的一种趋势。
因此,研究适于柴油深度脱硫的催化剂和技术是目前我国炼油行业急需面对的问题。
开发新型高效的深度加氢脱硫催化剂成为解决这一难题的经济、有效的手段。
催化剂载体用来负载并均匀分散活性组分,提供反应场所并起着骨架支撑作用,是催化剂的重要组成部分。
载体的表面性质及其与金属活性组分的相互作用会影响金属活性组分的分散性和还原性。
对于负载型过渡金属硫化物催化剂来说,分散度越大其活性越高。
加氢脱硫催化剂的载体一般分为两大类:一类单组份载体,另一类为两种或两种以上氧化物的复合载体。
“Catalysis Today”杂志就载体对催化剂的影响发行了一个专刊(Catalysis Today 86(2003))。
对各种载体[1,2],如活性炭、氧化硅、氧化钛、氧化锆、粘土、沸石(如NaY、USY等);中孔材料(如MCM-41、HMS、SBA-15)以及各种氧化物混合载体如TiO2-Al2O3、SiO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、TiO2-SiO2、TiO2-ZrO2等,对催化剂的影响进行了评述。
571 前言 永坪炼油厂140×104t/a柴油加氢装置是汽柴油油品升级重点项目,由反应部分(包括新氢压缩机、循环氢压缩机)、分馏部分及公用工程部分组成。
装置以常压直馏柴油和催化柴油混合油为原料,经过加氢脱硫、脱氮、脱氧、烯烃和芳烃饱和以及异构化、开环等反应,生产硫含量满足VI排放标准的清洁低凝柴油。
冬夏季灵活生产不同牌号低凝清洁柴油产品,副产粗石脑油和脱硫干气。
2 催化剂装填状况装置采用中国石油化工股份有限公司大连(抚顺)石油化工研究院开发的(FRIPP)柴油加氢改质异构降凝技术(FHI)及配套FZC系列加氢保护剂、FHUDS-6、FHUDS-8加氢精制催化剂和FC-14加氢改质异构降凝催化剂等催化剂级配体系。
装置于2014年4月建成投产,2016年5月进行催化剂撇头,2017年7月催化剂进行再生处理回填使用,2020年8月由于催化剂进行第二次再生处理,催化剂损失量将大幅度增加,精制反应器中补充其催化剂量的30%新鲜FHUDS-8精制催化剂、改质降凝催化剂按其总量的20%补充新鲜FC-14改质催化剂。
通过精细化管理及针对高加工负荷并不断优化运行装置运行参数,截止2023年12月,装置本周期已平稳运行超过 40个月,运行期间催化剂性能良好,产品分布及产品性质均很好满足实际生产要求。
3 装置运行分析3.1 装置加工原料情况表1 2023年装置加工原料主要性质项目混合原料设计值全年实际最大值全年实际最小值全年实际平均值密度(20℃)/kg/m 3830~840839.6821.6833.7馏程(D86)/℃初馏点18221217619395%350357.5336.5348.5硫/(μg·g -1)610~710721.9359.2494.5氮/(μg·g -1)374~500500250330.99凝点/℃76-43十六烷指数53.256.749.252.5柴油加氢装置催化剂运行分析及优化措施冯巍 贺闪 杨戈 王鹏飞陕西延长石油(集团)有限责任公司永坪炼油厂 陕西 延安 717208摘要:随着石油重质化,劣质化加速发展,加氢技术在原油深度加工和清洁燃料生产中起到重要作用[1]。
第25卷第5期化学反应工程与工艺Vol25,No5 2009年10月Chemical Reaction Engineering and Technology Oct.2009文章编号:1001-7631(2009)05-0402-05载体对Pd和Pt催化剂加氢脱硫反应性能的影响杨晓东1 王安杰1,2 李 翔1,2 周 峰1 王林英1(1.大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116012;2.辽宁省省级高校石油化工技术与装备重点实验室,辽宁大连 116012)摘要:以质量分数为0.8%的二苯并噻吩(DB T)的十氢萘溶液为模型化合物,考察了SiO2,Si2MCM241和Al2MCM241负载的Pd和Pt催化剂加氢脱硫(HDS)反应性能,并与传统的γ2Al2O3负载的催化剂进行了对比。
反应结果表明,负载型Pd和Pt催化剂在DB T的HDS反应中表现出不同的反应特点。
Pd催化剂具有较高的加氢反应路径(H YD)选择性,而Pt催化剂则表现出较高的直接脱硫路径(DDS)选择性。
载体结构和表面酸性显著影响其负载的Pd和Pt贵金属催化剂的HDS活性以及H YD选择性和稳定性。
提高载体比表面积和酸性有利于提高负载型贵金属催化剂H YD选择性。
Al2MCM241具有规整的介孔结构、较高比表面积和较强酸性,其负载的Pd和Pt催化剂表现出较高的H YD选择性和稳定性。
研究还发现,催化剂加氢裂化反应活性随载体酸性的提高而增加。
关键词:加氢脱硫;MCM241分子筛;钯;铂;负载催化剂;二苯并噻吩中图分类号:TE624.9 文献标识码:A随着环境保护法规的日益严格以及原油劣质化和重质化程度的加剧,高性能深度加氢脱硫(HDS)催化剂的开发越来越重要。
二苯并噻吩(DB T)和4,62二甲基二苯并噻吩(4,62DMDB T)是石油馏分中代表性的稠环含硫化合物。
由于其结构中存在空间位阻,很难通过直接脱硫路径(DDS)实现脱硫,而当苯环被加氢成环己烷环时,空间位阻降低,因而加氢路径(H YD)活性的提高有助于DB T 和4,62DMDB T等稠环含硫化合物有效脱硫,这就要求催化剂具有较高的加氢活性。
载体预处理对柴油加氢催化剂催化性能的影响
采用微乳液法(O/W)制备了氧化铝载体,通过表面活性剂预处理的方式改善Mo-Ni双金属活性组分的负载方式。
通过BET对催化剂表征表明,S1系列催化剂的最大孔容和比表面积分别为0.47cm3/g和158cm2/g。
通过表面活性剂的修饰,提高了金属活性组分在载体中的均匀分散。
通过加氢活化性能评价,在反应20小时后,S1系列催化剂在运行时间内活性稳定,脱硫率达到91%,脱氮率达到94%。
标签:氧化铝;催化剂;催化剂表征;催化剂评价
1 介绍
近年来,原油的品质日益变重、变劣,含有的硫、氮及芳烃化合物易造成大气污染,使得石油加工行业向加工高硫原油和生产超低硫的清洁燃料方向发展。
因此,研制出具有深度脱硫和高加氢脱硫活性的催化剂具有十分重要的意义[1,2]。
加氢催化剂通常由活性组分和载体两部分组成。
活性组分在载体中的有效分布和两者之间的相互作用影响着催化剂的性能。
现有负载型加氢催化剂大多采用钼镍、钼镍磷等溶液作为催化剂载体的金属浸渍液。
载体的孔径和比表面积制约着活性组分的浸渍量。
同时,活性组分的浸渍过程很难保证组分在载体中的均匀分布。
如果活性组分团聚,并且与载体相互作用较强,往往会降低催化剂的活性[3,4]。
因此,我们设想在载体和活性组分之间添加一层过渡层,起到良好分散活性组分的作用,防止其团聚。
同时,增加了催化剂与油品的接触面积,有望提高催化活性。
文章采用微乳液法制备具有大孔道的载体。
通过添加表面活性剂改善活性组分在载体中的浸渍过程。
采用BET 方法对催化剂的孔性质进行表征。
对劣质催化裂化柴油进行加氢评价,考察钼镍催化剂的催化活性。
2 实验部分
原料:
九水硝酸铝,六亚甲基四胺,均为分析纯;氧化钼,碱式碳酸镍,均为化学纯;润滑油基础油,工业品;油酸,油酸胺,均为分析纯。
实验仪器:
比表面及孔径分析仪JW-BK122W,用于测量样品孔容,比表面积和平均孔径;利用ANTEK-9000S测定反应前后柴油中硫、氮含量,利用SH/T 0806测定反应前后柴油中芳烃的含量。
样品制备:
氧化铝载体:
将1mol/L的九水硝酸铝,2-7mol/L的六亚甲基四胺,0.1-0.35mol/L的基础油,0.01-0.05mol/L的油酸和油酸胺混合物混合,在机械搅拌回流作用下加热至105℃,搅拌4个小时,经水洗、干燥后,得到氧化铝载体前躯体。
将前躯体经700℃焙烧8个小时,得到氧化铝载体。
催化剂的制备:
将载体浸渍于不同浓度的表面活性剂S1和S2溶液中。
经干燥后,将预处理的载体浸渍于氧化钼和碱式碳酸镍的溶液中,加热卸流Mo-Ni浸渍的载体,经干燥、焙烧后得到柴油加氢催化剂。
催化剂预硫化:
向微型反应器中加入催化剂16mL,质量分数2%的CS2的煤油进行预硫化。
首先反应器从室温加热到170℃,保持一定时间;继续加热到230℃保持8个小时,然后加热到300℃保持8个小时。
催化剂的性能评价:
以催化柴油为原料在微反应器中进行催化剂活性评价。
反应条件如下:反应温度为360℃、氢气压力为7MPa、氢油体积比为600:1、空速为1.5h-1。
3 结果与讨论
由图1(a)可知,随着表面活性剂浓度的增加,两种催化剂的孔容略有增加并展现出相同的趋势,即40%以后增加缓慢,归因于表面活性剂浓度的继续增加,起不到分散效果,导致金属发生聚集,孔容逐渐减小。
S1系列催化剂的孔容略大于S2系列,在40%时约为0.47cm3/g。
图1(b)表明S1系列催化剂的平均孔径随表面活性剂S1浓度的增加缓慢增加为10nm左右。
这是由于催化剂中的金属均匀分布在载体的孔道中,因此平均孔径无明显变化。
S2系列催化剂的平均孔径随表面活性剂S2浓度的增加而先增大后减小。
当表面活性剂的浓度达到30% 时,催化剂的平均孔径达到最大,为9.5nm 左右。
可能归因于金属发生的聚集堵塞了较小的孔道,导致平均孔径变化较大。
由图1(c)可知,比表面积随着浓度的增加缓慢增加,S1催化剂数值略大于S2催化剂。
当浓度为40%时,S1催化剂比表面积趋于饱和为158 cm2/g。
此时,金属粒子在载体的内外表面以一种均匀分散的纳米粒子形式存在,比表面积均达到最大。
如图2(a)所示,S1催化剂脱氮率随着反应时间的增加而增加至趋于饱和,而S2系列催化剂呈现下降的趋势,表明在反应过程中S2系列催化剂不稳定。
S1催化剂对应的最大脱氮率为94%。
图2(b)表明在初始时间,随着反应时间的延长,脱硫率逐渐增加,在反应10小时以后,脱硫率趋于稳定。
S1系列催化
剂的最佳脱硫率为91%。
4 结束语
(1)在催化剂的制备过程中,采用表面活性剂预处理的方式对催化剂载体进行改性,改善了催化剂的微观结构,S1系列催化剂展现了较好的结构参数。
(2)通过加氢活性评价发现,S1系列催化剂在运行时间内活性稳定,脱硫率达到91%,脱氮率达到94%。
参考文献
[1]丁巍,王爽,王鼎聪,等. Mo-Ni-P纳米粒子催化剂的制备与表征[J].应用化工,2015,44(5):879-881.
[2]甄晓波,王鼎聪,丁巍,等.纳米自组装催化剂对催化裂化混合油抗结焦性能的研究[J].石油化工高等学校学报,2013,26(1):11-16.
*通讯作者:王晓磊(1982-),男,讲师,博士研究生,主要从事功能材料的优化设计和性能研究。