磷化钨催化剂的表征和加氢精制性能

采用在H2气中程序升温还原磷化反应的方法合成了磷化钨(WP)和负载型磷化钨催化剂(WP／γ-Al2O3)，用XRD、TEM和XPS等技术表征了合成的催化剂，并考察了WP催化剂的加氢精制性能。采用TGDTA手段研究了WP催化剂的还原磷化过程，证明其为一步反应过程。WP催化剂钝化时，其表面层能被氧化，但不改变其体相结构。活性组分W和γ-Al2O3载体之间有较强的相互作用，使γ-Al2O3表面上的W组分在催化剂合成的温度下不能完全还原为磷化物而形成Al-O-W-P结构。WP／γ-Al2O3催化剂具有优良的加氢脱氮(HDN)和加氢脱硫(HDS)性能，特别是对大分子含氮有机化合物有更高的脱氮活性。助剂Co和Ni对WP／γ-Al2O3催化剂具有助催化作用，但助剂Ni对吡啶的脱氮性能有抑制作用。含有助剂Ni的WP／γ-Al2O3催化剂对柴油显示了比硫化态的工业催化剂更良好的HDS性能。     

助剂对WP/γ-Al2O3催化剂性能的影响

 采用浸渍法和H₂气流中磷化还原法制备了一系列负载 30%WO₃和各种不同含量Ni、Co、V助剂的WP/γ-Al₂O₃, 并采用XRD、NH₃-TPD、XPS手段和高压微反装置对它们进行表征和催化活性评价,考察助剂Ni、Co和V对WP/γ-Al₂O₃催化剂物化性质和催化性能的影响. 结果表明, 加入适量的助剂Ni(3%～5%)、Co(5%～7%)和V(1%～3%)能够改善WP/γ-Al₂O₃催化剂表面上活性组分的分散性和增加WP/γ-Al₂O₃催化剂的比表面积. 助剂Ni和Co的加入使WP/γ-Al₂O₃催化剂表面上低价W物种数量增多.而助剂V的加入使WP/γ-Al₂O₃催化剂表面上低价W物种数量减少. 在高温(360℃)下咔唑加氢脱氮(HDN)反应中和低温(300℃)下的二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)反应中, WP/γ-Al₂O₃催化剂分别具有优良的HDN和HDS活性. 含有更高的DBT的HDS活性. 在较高温度(360℃)下DBT的HDS反应中, 含1%V的V-WP/γ-Al₂O₃催化剂的HDS活性高于WP/γ-Al₂O₃催化剂. 助剂Ni和Co明显促进了WP/γ-Al₂O₃催化剂在咔唑HDN反应中的活性, Ni助剂的助催化作用比Co更明显.含7%Ni的Ni-WP/γ-Al₂O₃催化剂和含5%Co的Co-WP/γ-Al₂O₃催化剂在300℃咔唑HDN反应中HDN活性很高. 加入1%的V可以提高WP/γ-Al₂O₃催化剂在咔唑HDN反应中尤其在360℃下咔唑HDN反应中的HDN活性.     

负载型磷化钼催化剂用于二苯并噻吩和喹啉体系加氢活性的研究

用浸渍法制备了负载型磷化钼催化剂,考察了反应温度、进油量以及加入助剂对大分子模型化合物二苯并噻吩、喹啉和萘加氢反应活性的影响.催化剂对喹啉的HDN、二苯并噻吩的HDS和萘的HYD活性随着反应温度的增加呈波浪式变化,其中对萘的HYD活性变化幅度比较大.进油量在1.2～7.2 ml/h范围内,催化剂的HDS、HDN和HYD的活性变化不明显.加入助剂后,温度为340℃时对喹啉的HDN和二苯并噻吩的HDS的活性影响明显高于370℃条件下催化剂的相应活性.     

还原温度对磷化工业催化剂噻吩HDS反应活性影响

采用磷酸氢二铵溶液对工业NiW催化剂进行了磷化处理，采用TG、XRD、BET对合成的磷化工业催化剂进行了表征，考察了还原温度对磷化工业催化剂噻吩HDS（加氢脱硫）反应活性的影响。实验结果表明，随焙烧温度提高，磷化工业催化剂前体的起始磷化还原温度升高而磷化还原过程的失重率减小。还原温度对磷化的工业催化剂的体相结构影响很小；随还原温度的提高，磷化的工业催化剂的比表面积增加。磷化的工业催化剂有利于高温时的的噻吩HDS反应，其噻吩HDS转化率随还原温度的增加而降低，适宜的工业催化剂的磷化还原温度为550℃，此时该催化剂在300℃和360℃的噻吩HDS反应转化分别为61.15%和99.45%。     

还原温度对磷化NiW催化剂噻吩HDS反应活性的影响

采用磷酸氢二铵溶液对工业NiW催化剂进行了磷化处理,用TG,XRD,BET方法对所得的磷化催化剂进行表征,考察还原温度对磷化催化剂噻吩HDS(加氢脱硫)反应活性的影响.实验结果表明,随着焙烧温度提高,磷化催化剂前体的起始磷化还原温度升高,而磷化还原过程的失重率减小.还原温度对磷化催化剂的体相结构影响很小;随着还原温度的升高,磷化催化剂的比表面积增加.磷化催化剂有利于高温时的噻吩HDS反应,其噻吩HDS转化率随还原温度的增加而降低,适宜的NiW催化剂的磷化还原温度为550℃,此时该催化剂在反应温度为300℃和360℃时的噻吩HDS反应转化率分别为61.15%和99.45%.     

载体对负载型磷化钨催化剂性能的影响

 摘要：采用在H2中程序升温还原负载的磷钨酸盐的方法，合成了不同载体(SiO2、TiO2、γ-Al2O3及其二元复合氧化物γ-Al2O3-SiO2、γ-Al2O3-TiO2、SiO2-TiO2)负载的磷化钨催化剂。通过TG-DTA法研究了还原磷化过程，采用BET、NH3-TPD和XPS等技术表征了合成的催化剂，评价了催化剂的噻吩、吡啶、二苯并噻吩和咔唑的催化活性。γ-Al2O3或含γ-Al2O3的复合氧化物载体使负载型磷化钨催化剂前体的还原磷化变得较为困难，不同载体所负载的磷化钨催化剂的比表面积、表面酸量和催化剂表面P和W的价态分布以及加氢精制活性均有较大差别。TiO2载体对活性W物种具有很好的稳定作用，WP/TiO2催化剂具有最佳的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)催化活性，尤其对二苯并噻吩HDS和咔唑HDN催化活性更好。     

金属助剂对Ni2P/SBA-15催化剂结构及二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

 以介孔分子筛SBA-15为载体,硝酸镍为镍源,磷酸氢二铵为磷源,采用共浸渍法制备了 P/Ni 摩尔比为0.8的 Ni₂P/SBA-15催化剂,然后添加 Li、Na、K、Mg、Ca、Sr 和 Ba 等金属助剂,制备了一系列不同金属助剂的M-Ni₂P/SBA-15(其中M为 Li、Na、K、Mg、Ca、Sr 和 Ba)催化剂。采用 XRD 对该系列催化剂的结构进行了表征,并以二苯并噻吩质量分数为1%的二苯并噻吩/十氢萘溶液为模型化合物,在微型固定床反应器上评价它们的加氢脱硫(HDS)性能。结果表明,M-Ni₂P/SBA-15催化剂的活性相为 Ni₂P。不同的金属助剂对催化剂性能的促进作用不同,其中碱土金属Ca能够明显地提高 Ni₂P/SBA-15催化剂的 HDS 活性,Ca 质量分数为3.5%的Ca-Ni₂P/SBA-15催化剂的 HDS 活性最好。在反应压力3.0 MPa、反应温度360℃的条件下,3.5%Ca-Ni₂P/SBA-15催化剂催化的二苯并噻吩 HDS 的转化率达到98.6%。不同金属助剂以不同方式影响加氢脱硫反应的机理。       

以SiO2为载体的磷化钼加氢脱硫催化剂研制

以SiO2为载体,用钼酸铵和磷酸氢二铵作钼源和磷源,采用共浸渍法制备了氧化态前体,用氢气在固定床反应器上原位还原制备出了负载型磷化钼催化剂.在360℃、5.0 MPa和21h-1的反应条件下,考察了催化剂中MoP负载量、不同钼磷摩尔比对二苯并噻吩（DBT）加氢脱硫反应活性的影响.研究发现,MoP的负载量在8%～35%（质量分数）范围内,25%时活性最佳.n（Mo）/n（P）=1时的反应活性和n（Mo）/n（P）=1/2时相当,但远大于n（Mo）/n（P）=2时的反应活性.加入不同助剂Ni,Co,V后,未发现助剂组分和Mo之间存在协同作用.     

等离子体协同Co/ZSM-5催化CO2加氢制低碳烃

采用浸渍法制备了负载型Co基催化剂,并在介质阻挡放电低温等离子体反应器中研究了其对CO₂加氢转化生成低碳烃反应的催化性能,考察了载体、Co负载量,以及催化助剂对催化剂性能的影响,探讨了催化剂活性相、等离子体与催化剂的协同作用机理,分析了在等离子体体系中CO₂加氢制低碳烃可能的反应路径。结果表明,在介质阻挡放电反应器中,等离子体与Co基催化剂具有显著协同作用,在常压、低温下,CO₂加氢可生成一定量的C₂~C₄低碳烃。以Co质量分数为15%的Co/ZSM-5为催化剂时,CO₂转化率达45.0%;C₂~C₄选择性为13.7%。催化助剂Ni的加入可以进一步提高CO2的转化率和C2~C4的选择性。当Ni-Co/ZSM-5催化剂中m(Co)/m(Ni)为4∶1时,C₂~C₄转化率达52.3%,C₂~C₄选择性达17.9%。     

水热法制备高活性的纳米MoS_2催化剂

采用水热法直接制备了Co/Ni促进的纳米MoS_2催化剂,利用XRD,SEM,EDX-mapping和HRTEM方法对催化剂进行表征,并以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物考察了加氢脱硫(HDS)性能。表征结果显示,该催化剂由纳米片层堆积而成,为典型的MoS_2结构,纳米片尺寸约为5 nm,堆积度为1~2层,助剂元素均匀分布于MoS_2中。催化剂直接用于催化DBT的HDS反应具有较高的活性,原料中n(Co)∶n(Co+Mo)=0.3的催化剂活性最高,DBT转化率达到75.8%。催化剂在H_2和H_2/H_2S氛围中热处理后,晶化度提高,活性位点数减少,HDS活性降低。添加Co助剂的催化剂的活性优于添加Ni助剂的催化剂。     

Co-Mo/SBA-15深度加氢脱硫催化剂的研究

以介孔分子筛SBA-15为载体，担载Co-Mo双金属活性组分制备了深度加氢脱硫催化剂。通过XRD、BET表征，担载金属后SBA-15分子筛仍然保持二维晶相结构，比表面积略有下降。用0.5% 二苯并噻吩（DBT）的环己烷溶液为模型化合物，在固定床反应器上考察了金属负载量的影响及最佳反应条件，并用高硫催化裂化柴油为原料评价了催化剂的脱硫反应活性。结果表明，当催化剂负载Co-Mo（5，25）时，在反应温度360 oC，压力4 MPa，氢油体积比400，空速4.0 h-1的条件下，催化裂化柴油脱硫率最高可以达到95.59%。     

含钴 WP/MCM-41催化剂二苯并噻吩氢脱硫性能

 制备了不同 Co 含量的 WP/MCM-41催化剂,并采用X-射线衍射(XRD)、BET 比表面积以及 X-光电子能谱(XPS)等分析手段对催化剂进行了表征,采用微反装置对该催化剂二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能进行了评价。结果表明,WP 是催化剂的主要活性相,Co 的加入不同程度地促进了 WP 晶相生长,同时在催化剂表面形成了具有一定活性的类似 Co—W—P 结构的双金属磷化物。Co 对 WP/MCM-41催化剂的 DBT HDS 反应有促进作用,催化剂中活性位数量以及主要活性相 WP 在催化剂表面所占比例是决定催化剂活性的主要因素。其中,Co 质量分数为9%的催化剂（Cat-Co-9）具有相对最高 DBT HDS 活性,其 DBT 脱硫率和转化率分别为63.7%和60.4%,比未加 Co 的催化剂分别提高13.2%和13.7%。DBT 在 WP/MCM-41催化剂上以加氢脱硫(HYD)路径为主,Co 的加入对 HYD 路径起到促进作用,但随着 Co 加入量的提高,其 HYD 路径产物选择性逐渐降低,而直接脱硫(DDS)路径产物选择性不断提高。     

重质油窄馏分的HDS和HDN反应动力学特性

用破碎的工业加氢裂化催化剂Ｎｉ－Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３,在１００ｍｌ的高压反应釜内,对３种不同渣的超临界流体萃取分馏的窄馏分进行氢处理,建立了釜式反应器内渣油催化加氢脱硫和加氢脱氮反应的扩散－反应动力学模型,讨论了渣油窄馏分的扩散和加氢转化反应动力学特性。     

以全硅MCM—41为载体制备W系深度加氢脱硫催化剂

用全硅MCM－41担载Ni-W和Co-W制备了深度加氢脱硫催化剂,并在中压固定床反应器上分别考察了对二苯并噻吩（DBT）和高硫直接馏柴油的加氢脱硫性能。结果表明,全硅MCM－41担载制成的W系催化剂表现出很高的加氢脱硫活性,其中Ni-W/MCM-41活性高于Co-W/MCM-41,但两类催化剂的最佳Ni(Co)/W原子比均为0．75。从加氢脱硫产物分布看,两类催化剂的脱硫反应路径不同,在Co-W/MCM-41上主要通过氢解脱硫,而在Ni-W/MCM-41上则是通过氢解以及先经芳环加氢后脱硫的两条路径来进行,对Ni-MCM-41来说,加氢活性随温度升高而升高。     

水热法合成Ni-Mo非负载型催化剂及催化加氢性能

采用水热反应法合成了一系列NiMo不同比例的多孔复合金属氧化物,用XRD、BET、SEM表征手段对其结构、孔性质等进行了表征,并将NiMo复合金属氧化物制备成非负载型NiMo加氢催化剂,在连续流动高压微反装置上考察了其加氢脱硫、加氢脱氮和芳烃加氢饱和反应活性。结果表明,这几种复合金属氧化物是具有钼酸镍铵晶相的物质,并且随着镍含量的增加,合成的NiMo复合金属氧化物的比表面积和孔容呈现线性增加的趋势,而孔径则表现出双介孔的特征。催化评价结果表明,当NiMo比例为1:1时,制备的非负载型催化剂具有最高的催化加氢性能,并采用“火山模型”对活性差异进行了讨论。     

FHUDS-5/FHUDS-6催化剂在柴油深度加氢脱硫装置的工业应用

中国石化镇海炼化分公司新建的3.0 Mt/a柴油加氢装置采用中国石化大连（抚顺）石油化工研究院研发的FHUDS-5/FHUDS-6柴油深度加氢脱硫催化剂。从催化剂的标定结果来看：精制柴油硫质量分数在4.8 μg/g左右,氮质量分数不大于0.5 μg/g;多环芳烃质量分数平均降低了约20百分点,十六烷值平均提高4.1个单位,说明FHUDS-5/FHUDS-6催化剂脱硫、脱氮活性高、芳烃饱和以及十六烷值增值能力强。从装置15个月的运行情况来看,催化剂失活速率为0.8 ℃/月（1月按30天计）,床层最高点温度不大于370 ℃,反应器压差不大于0.1 MPa,表明FHUDS-5/FHUDS-6催化剂具有较好的稳定性,能够满足装置长运行周期的要求。     

高氮馏分油加氢精制催化剂的研制

以含SiO2和/或TiO2的γ-A12O3为复合载体、以W-Mo-Ni为活性金属组分,采用分步等体积浸渍法制备了一系列三叶草形加氢精制催化剂.采用X荧光射线、N2吸附比表面积、X射线衍射、扫描电镜等对催化剂结构进行了表征.在反应压力8.0 MPa、反应温度340℃、氢油体积比600∶1、体积空速1.5h-1条件下,测定...     

减压蜡油浆态床加氢工艺条件和动力学研究

对减压蜡油的浆态床加氢工艺条件进行了评价,并考察了减压蜡油的加氢脱硫和加氢脱氮动力学。研究结果表明,最佳的蜡油加氢工艺条件为反应温度360 oC、反应压力8 MPa、催化剂加入量（w）9 %、反应时间2 h左右。动力学研究结果表明：对于加氢脱硫反应,反应初期的表观活化能为100.44 kJ/mol;反应中期到末期,表观活化能为121.72 kJ/mol,这是由于不同类型的硫化物脱硫机理不同造成的;对于加氢脱氮反应,表观活化能为105.17 kJ/mol;在反应初期含氮化合物较难脱除,而在反应后期,烷基取代的二苯并噻吩类化合物为最难脱除的化合物。