NiMoS加氢脱硫催化剂表面非化学计量硫物种动态平衡

加氢脱硫(HDS)催化剂NiMoS活性相表面非化学计量硫(S_x)物种的动态变化是HDS活性的决定因素。在HDS过程中,S_x物种处于动态平衡,且这一平衡与催化剂、H₂S分压及硫化温度相关。笔者采用程序升温的方法研究了催化剂载体、助剂Ni、硫化温度、H₂S分压对NiMoS催化剂表面S_x物种的影响。结果表明：催化剂载体对S_x物种的总量和还原性具有显著影响,Ni的引入显著促进S_x物种还原,提升HDS活性;硫化气相H₂S分压决定了催化剂表面S_x物种含量,气相中H₂S分压升高易使S_x物种增多,表面可利用NiMoS活性位减少,从而导致HDS活性降低。S_x物种含量与H₂S分压及硫化温度的关系符合热力学平衡及van′t Hoff等压方程,进一步将S_x物种含量与HDS反应速率系数进行关联,提出H₂S分压S_x物种含量HDS活性之间的定量关系。     

负载液pH对Co-Mo/MgO-Al_2O_3催化剂水煤气变换性能的影响

以MgO-Al_2O_3复合氧化物为载体,调节负载液的pH=3,7,10,负载Co-Mo活性组分制备了耐硫水煤气变换Co-Mo/MgO-Al_2O _3系列催化剂,并进行了催化性能评价实验。采用H_2-TPR和激光拉曼光谱(LRS)方法对系列催化剂进行了表征,考察了负载液的酸碱性对Co-Mo活性组分在MgO-Al_2O_3复合氧化物载体分散和表面物种形成的影响。实验结果表明,随着不同pH负载液的加入,载体表面的电化性质发生变化,从而影响载体与Co-Mo活性组分、Co和Mo组分之间的相互作用,改变了活性组分Co和Mo在载体表面的分散度和表面物种的形态;当负载液pH=3,7时,Mo与载体的相互作用较强,而当负载液pH=10时,在氧化态催化剂中有利于形成八面体结构Mo物种,经过升温硫化后,催化剂表面形成更多O_xMo S~(2-)_(4-x)和Mo S_2物种。     

上流式反应器气-液-固三相床层气含率模型研究

从热力学基本定律——熵增定律和能量最低定律出发，考虑系统宏观动能、势能及内能的转化，通过对系统各种能量的表达，建立上流式反应器气-液-固三相床层气含率与系统条件(如流体流速、黏度、催化剂物性)的定量关系。在热力学定律基础上，提出相关物理量“变动级数”的概念，结合不同操作条件和不同催化剂装填方案的冷模试验，研究流体及催化剂物性对床层气含率的影响规律。采用所建立的气含率模型拟合各种操作条件及多种催化剂装填方案下的试验数据，拟合平均相对偏差均小于5%,参数合理且能反映气、液、固三相性质对床层气含率的影响规律。建立一个优良的模型来描述上流式反应器气-液-固三相床层气含率，对上流式加氢工艺的研究具有重要指导意义。     

三组元反应网络动力学模型及算法改进研究

针对特征方向法无法处理复杂反应网络、等时间改进法计算反应速率常数易出现负数和虚数的问题，对原有反应网络动力学模型进行了改进，一是对组元浓度进行了线性无关处理以保证相关逆矩阵的存在，二是将真实浓度恰当变换成虚拟浓度以简化浓度-时间关系表达式；进而，基于改进模型，采用等时间概念对模型算法进行了改进。结果表明：改进模型中，组元平衡浓度只由速率常数确定，与初始浓度无关；随着速率常数分布熵减小，组元浓度-时间曲线中段向上迁移，而初始点和终点值不变，改进算法使速率常数的计算顺利进行；通过调节矩阵分解方程中Δt取值，可使计算结果更合理；当Δt=0.5时，组元浓度计算值与试验值的平均偏差最小。这表明新建模型弥补了等时间法的缺点，该模型改进算法有效可行。