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加氢精制催化剂载体探?/p>

加氢精制催化剂载体探?/div>

?0年代以来,环保要求日益苛刻,对柴油质量提出更高的要求,开发高活性的加氢精制催化?脱除柴油馏分中的硫、芳烃等杂质势在必行。而用于柴油加氢精制催化剂不仅要求具有较高的活行、良好的选择性和一定的耐压强度。如果强度过低,催化剂容易粉碎,会造成反应器床层压降增大,影响催化剂的使用寿命和装置的经济效益。因此在催化剂的载体和活性组分确定之后,就要跟据该催化剂的成型物料理化性质,加入某些数量较少的助挤剂、粘合剂及胶溶剂等,以改善成型物料的粘结性,达到提高催化剂强度的满意效果。国内较好的柴油加氢精制催化剂经评价,都存在硫含量和芳烃含量偏高等问题。因此,从载体研制入手,进行了载体的选择、扩孔、改性等几个方面的研究,经过大量试验,研制适合制备低硫低芳烃柴油催化剂的载体,利用该载体制备出的加氢精制催化剂,在小型加氢装置上进行活性评价,其活性明显优于国内两个有代表性的参比剂,在国内居领先水平,并在大庆石化公司炼油厂两套柴油加氢装置实现首次工业应用成功 2 试验部分 2.1 载体及催化剂的制 采用国产氧化铝干粉,在常温下与选择好的胶溶剂、助挤剂、粘和剂等配制成水溶液,然后捏和,在双螺杆挤条机上反复挤压,最后利用D1.5mm的三叶草形孔板挤条成型,以提高载体的致密度及比表面积使载体外形更加均匀、平直、光滑;并提高其强度、耐磨性和避免运输过程中易碎的特点。然后干燥、焙烧制备载体;在一定反应温度下,将几种提供活性组分的金属盐溶解配制溶液,调PH值后,将浸渍液喷浸到载体上,然后干燥、养生、焙烧后制成催化剂 2.2 载体物性的测定 将制备好的载体及催化剂用四分法取样,再利用BET法分析载体的孔容、比表、孔半径、孔分布,同时测定载体的机械强度 2.3 生成油性质的测 研制催化剂经评价,生成油利用荧光指示计法测定油品芳烃 LC-2微库仑测定仪测定油品中硫含量 3 试验结果与讨 3.1 氧化铝粉的选择 经过大量的实验和资料的调查发现,影响催化反应性能的主要因素,不是催化剂的总孔容,而是催化剂的孔分布即有效孔容。载体的性能影响催化剂的特性,其中最直接的影响因素是载体的孔结构和机械强度。因此,根据加氢精制生产低硫、低芳柴油的原料要求,经过试验调整孔分布,使其有利于延长催化剂的运转周期。优化的孔分布对于提高表面积和防止扩散限制是非常重要的。取国内两个催化剂厂生产的氧化铝粉进行物性分析对比,结果见表1 ? 两种氧化铝粉的物性对比数 分析项目 1#氧化 2#氧化 比表面积/m2•g-1 359 352 孔容?ml•g-1 1.01 0.77 平均孔半?nm 5.1 4.4 孔分?% 1~2 nm 0 0.60 2~3 nm 1.40 1.80 3~4 nm 5.66 7.47 4~5 nm 7.41 8.36 5~10 nm 38.74 35.74 10~20 nm 32.94 33.66 >20 nm 13.85 12.37 从表1的结果可知,1#氧化铝的表面积、孔容和平均孔径高于2#氧化铝?#氧化铝在孔分布方面比2#氧化铝相对集中,故选择1#氧化铝比较理想。另外,前者很容易粉碎,而后者较难 3.2 焙烧温度对载体性能的影 在其它试验条件不变的条件下,考察不同的焙烧温度对载体物化性质的影响,其结果见? ? 烧温度对载体性质的影 焙烧温度/ 比表面积/ m2•g-1 孔容? ml•g-1 孔半?nm 强度/N•mm-1 T 279 0.47 3.0 14 T+50 270 0.48 3.2 17 T+100 268 0.49 3.5 18 T+150 260 0.50 4.0 16 T+200 254 0.51 4.7 12 从表2的结果可知,随着焙烧温度的提高,比表面积下降,孔容积和孔半径增大,但强度却出现一个峰值,即当焙烧温度为T+100℃时,机械强度为18 N•mm-1,故选择T+100℃为较佳焙烧温度 3.3 载体扩孔对载体物性的影响 为了使催化剂的孔容增大,提高容纳胶质的能力,在载体成型的基础上,对载体进行扩孔处理。分别采用活性炭和高聚物及A物质等进行扩孔处理。试验证明,A物质比较适合扩孔。因为A物质的分子量比较大,在挤条时加入,占据了一定的空间,在活化时该物质又逸出,使载体的孔容增大,堆积密度降低,达到了扩孔的目的。对加入不同含量A物质的载体进行成型试验,结果见表3 ? 扩孔剂A的不同含量对载体的影 A物质含量/w% 0 7.5 8.0 10.0 比表面积/ m2•g-1 327 321 315 312 ? ml•g-1 0.67 0.68 0.71 0.72 ?% 1? nm 7.81 7.14 7.40 5.92 2? nm 43.94 41.55 38.51 38.22 3? nm 28.07 29.98 31.80 33.54 4? nm 9.64 10.13 10.46 10.06 5?0 nm 7.60 7.99 8.36 8.59 10?0 nm 2.36 2.59 2.80 3.02 20?0 nm 0.58 0.62 0.67 0.65 压碎强度 /N•mm-1 146 137 125 94 从表3可见,随着A物质含量的增加,比表面积略有降低,孔容越来越大,孔分布在大于3 nm的孔分布含量逐渐增加,载体的压碎强度降低虽然明显,但仍满足催化剂强度的要求,也能满足加氢精制生产低硫、低芳柴油的孔分布要求。因此,A物质的加入量?wt%为宜 3.4 研制剂与参比剂的活性对 3.4.1 评价所用原料油性质 ? 评价催化剂所用原料油的性质 焦化和重催混合柴 /g.cm-1 0.8418 /10-6 637.8 总芳 /wt% 37.3 实际胶质 /mg•(100ml?1 140.4 / 50% 275 90% 351 95% 366 3.4.2 反应温度对研制剂与参比剂的活性对 在氢分压?.5 MPa,氢油体积比?00:1,体积空速为1.5h-1,反应温度为320?80℃的条件下,对研制柴油加氢精制催化剂与国内比较有代表性的催化剂参?和参?进行对比,发现,研制的柴油加氢精制催化剂的活性在360?80℃明显好于参?催化剂,而参?的活性又好于参比1催化剂 4 结论 (1) 通过对氧化铝的选择、载体的扩孔、焙烧温度等的考察,研制出一种具有适宜的孔容、较好的孔结构和孔径分布、较高的机械强度,适合柴油馏分加氢精制的催化剂的载体 (2) 加氢装置评价结果表明研制剂脱硫、脱芳烃性能均优于参比剂。(文章来源:化工黄页网(/p>

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