催化剂制备与研究 中低温煤焦油加氢裂化催化剂的表征与分析

通过对反应前后的煤焦油加氢裂化催化剂进行表征与分析,研究影响中低温煤焦油加氢催化剂失活的原因,以煤焦油组分特点为依据,分别考察加氢裂化催化剂的活性元素、积炭、金属沉淀、分散度和中心酸性等对催化剂寿命的影响。结果表明,煤焦油加氢催化剂的失活原因主要为积炭失活、金属沉积和水热失活;催化剂中较低的金属钙含量、良好的水热稳定性及较低的L酸含量有利于催化剂寿命的提高。     

煤焦油加氢精制和加氢裂化催化剂的研究进展

阐述了催化剂中活性金属和助剂的种类及含量对催化剂性能的影响;总结了活性金属和助剂对金属-载体相互作用、催化剂酸分布以及催化剂表面性质的影响机制。指出制备一个性能优良的催化剂应从两方面入手,首先是制备一个性能优良的载体,要求它具有合适的孔分布和酸分布, 负载的金属应具有较高的分散度和还原性能。探讨了适于煤焦油的加氢处理催化剂,主要是防止催化剂的中毒、积炭、失活,并且协调各种催化剂同步失活,以利于整个装置运行周期的延长。旨在为煤焦油加氢精制和加氢裂化催化剂研究（设计）提供一定的理论指导,避免焦油加氢精制和加氢裂化催化剂研究和开发的盲目性。     

加氢裂化催化剂失活与再生

利用XRD、XPS、TPR、ICP、IR、TEM 等技术, 测试和表征几种不同类型新鲜的、失活的和再生后工业用非贵金属加氢裂化催化剂的性能, 找出该催化剂失活的主要原因。经研究发现,加氢裂化预精制催化剂主要失活原因是积炭和金属聚集; 加氢裂化催化剂主要失活原因是积碳、所含沸石倒塌、金属聚集、孔结构堵塞及倒塌, 对于单段加氢裂化催化剂失活原因, 还包括酸中心中毒等。本文还探讨了器内与器外再生方式利弊及今后发展趋势。     

Pd/AC催化剂在烯酮加氢反应中的失活及再生

浸渍法制备Pd/AC催化剂，在二氢法尼基丙酮加氢反应过程中有失活现象，通过再生处理恢复催化活性。利用XRD、N₂吸附-脱附、ICP-AES、TEM、TG-MS等技术分析催化剂物化性质，探究失活机理。结果表明，反应过程中催化剂Pd金属粒径增加，且有明显积炭形成，金属团聚对催化剂活性影响不大，催化剂失活主要为积炭失活，为可逆失活。     

失活加氢裂化催化剂的研究

采用XRD、ESCA、FT-IR、TEM等技术对两种同类型工业运转失活的加氢裂化催化剂进行了表征。结果表明，碱性氮化物和积炭主要沉积在加氢裂化催化剂的L酸中心上，在B酸中心上积炭较少；引起催化剂失活的主要原因是积炭和有机硫、氮化合物覆盖催化剂的活性中心；导致再生催化剂比表面及酸性降低的主要原因是分子筛骨架坍塌。催化剂经长期使用后，活性金属发生聚集，晶粒长大，边角位活性中心数减少。     

渣油加氢处理催化剂失活的探讨

渣油加氢催化剂失活经历三个阶段,即焦炭而引起的初期的快速失活,金属硫化物所致的中期的缓慢失活,孔堵塞造成的最后阶段的快速失活.积炭失活与许多因素有关,包括原料油的性质,催化剂性质,工艺条件.金属硫化物在催化剂上的沉积会造成催化剂本征活性的降低及内扩散阻力的增加.最后阶段的快速失活的原因是大量金属与积炭堵塞了孔道.     

中低温煤焦油加氢脱氮催化剂研究进展

详细介绍了煤焦油加氢技术,将现有煤焦油加氢转化技术划分为轻组分加氢,脱酚加氢,加氢裂化-加氢改质和全馏分加氢四种,分别介绍了每种技术的工艺流程特点和发展状况。阐述了国内外加氢催化剂研究进展,分析了催化剂中活性金属、载体和助剂的种类及对催化剂性能的影响;结合煤焦油加氢催化特点,展望了加氢脱氮催化剂的研究方向,旨在为煤焦油加氢催化剂研究提供一定的理论依据。     

加氢裂化催化剂的失活与再生研究

为了研究催化剂失活原因,并为提高催化剂效率和使用寿命提供参考,对一种用于两段式加氢裂化工业装置的失活和再生后的加氢裂化催化剂进行了表征。结果表明,失活催化剂上有明显的积碳、有机硫氮吸附和金属沉积,活性金属团聚、分子筛结构破坏、金属沉积等造成的失活是无法恢复的。再生后,与新鲜催化剂相比,催化剂的比表面积、孔容、活性金属分散性和酸性均有明显下降。小试评价结果表明,再生催化剂的加氢裂化活性降低,反应温度比新鲜剂高2℃左右。原料性质较好、床层温度较低的二段再生催化剂,其理化性质和活性都优于一段再生催化剂。     

工业加氢裂化催化剂失活原因分析

采用200 m L加氢评价装置对一种中油型加氢裂化催化剂和其在工业装置运转4年后的再生后催化剂进行对比评价。结果表明,失活催化剂经再生后加氢裂化活性明显降低,反应温度比新鲜催化剂高5℃,生成油产品分布和主要性能都略变差。采用XRD、IR和ICP等手段对再生前后催化剂性能进行表征,分析探讨催化剂的失活原因,结果表明,加氢裂化催化剂经工业应用后,炭的沉积使其暂时性失活,而重金属沉积、金属活性组分聚集和分子筛结构烧结使催化剂部分活性永久丧失。     

干气制氢装置加氢催化剂失活原因分析

对陕西延长石油(集团)有限责任公司永坪炼油厂20 000 m3·h-1干气制氢装置运行情况进行技术分析,结合失活加氢催化剂理化检测结果,认为加氢催化剂失活的主要原因是积炭、失硫和工况波动大。提出预防催化剂失活的技术措施。     

固定床渣油加氢催化剂运转初期失活规律研究进展

固定床渣油加氢技术是重油改质的重要手段,而催化剂失活制约着装置运行周期,影响炼厂整体经济效益。渣油加氢过程中,运转初期形成的大量积炭是催化剂快速失活的重要原因。本文主要介绍了运转初期催化剂表面形成积炭的性质、影响积炭形成的因素以及控制积炭的方法等。积炭分为软炭和硬炭,运转初期催化剂表面沉积的积炭以软炭为主,积炭更多地沉积在催化剂外侧,造成孔径向小孔范围迁移,降低孔内活性位利用率;原料油性质、催化剂性质及工艺条件共同决定着催化剂运转初期积炭形成,通过改善原料油性质,优化催化剂及工艺条件可以有效地抑制积炭形成。这对合理使用催化剂,延长装置运转周期及降低炼厂生产成本具有重要意义。     

固定床渣油加氢催化剂表面积炭及抑制研究进展

固定床渣油加氢技术是重质油轻质化的重要手段,积炭是造成催化剂失活、缩短渣油加氢装置运行周期的重要原因之一。本文介绍了固定床渣油加氢反应时催化剂积炭的来源、积炭类型及形成机理、影响积炭形成的因素、抑制催化剂积炭的方法。积炭分为软炭和硬炭,主要由渣油中的沥青质等稠合芳香环化合物吸附于催化剂表面脱氢缩合形成;渣油性质、催化剂物化性能和工艺条件共同影响积炭形成,低黏度渣油、大孔径催化剂及较高氢分压可以减少催化剂表面积炭量;反应过程中掺杂低黏度高芳香性馏分油可以较好地抑制积炭形成。文章指出通过对固定床渣油加氢催化剂积炭问题的分析,可以达到有效抑制催化剂表面积炭和延长催化剂运转周期的目的。     

钴基费托合成催化剂失活机理及再生研究进展

综述了钴基费托合成催化剂的失活机理、催化剂再生工艺及如何延长催化剂寿命的研究进展,通过分析催化剂失活原因,认为中毒、Co颗粒烧结、积炭、氧化、固相反应、晶相重构、表面阻塞和催化剂磨损等因素造成催化剂不同程度失活,其中积炭和Co颗粒烧结是催化剂失活的最主要原因,延长催化剂寿命的关键是提高催化剂的抗烧结能力和抑制积炭生成。增强活性金属Co和载体间的相互作用,保持Co晶粒分布均一或采用包覆、限域等策略可提高催化剂的抗烧结能力,通过添加助剂、调整氢碳比和空速等工艺参数亦可抑制积炭的生成。采用氢处理、脱蜡-氧化-还原和脱蜡-氧化-溶液处理-还原等工艺可实现催化剂的再生,对催化剂进行再生时要结合催化剂失活的主要原因,选择合适的再生工艺来最大限度地恢复催化剂活性。今后,提高催化剂的稳定性以及开发催化剂再生工艺技术路线是提高钴基费托合成技术竞争力的关键。     

甲醇制芳烃催化剂失活特性研究进展

在系统分析甲醇制芳烃催化反应特性基础上,重点对影响催化剂长周期使用性能的失活原因及应对方案进行综述。催化剂失活是多因素共同影响的结果,主要包括可再生的积炭失活、可部分再生的分子筛骨架铝流失失活、及不可再生的活性金属迁移/聚并失活和杂质毒化失活。积炭导致的催化剂失活可通过调变ZSM-5的B酸强度、合成小晶粒ZSM-5分子筛及采用碱液预处理ZSM-5分子筛等方式减缓; ZSM-5分子筛骨架铝流失导致的催化剂失活可通过采用磷改性等方式降低;活性金属迁移导致的催化剂失活可通过引进稳定助剂、降低催化剂生产过程中铝的引入等方式解决;而杂质毒化导致的催化剂失活需要通过净化原料和反应体系的措施来避免。     

本体型Ni-Mo催化剂在环丁砜选择性加氢脱氧过程中的失活研究

在以环丁砜为原料选择性加氢脱氧制备四氢噻吩的过程中,本体型Ni-Mo催化剂存在缓慢失活和选择性下降的现象。采用X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)、N_2吸附-脱附(BET)、同步热分析(DSC-TGA)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)、扫描电镜(SEM)等方法,分别对新鲜和失活催化剂进行了表征,探讨了本体型Ni-Mo催化剂在催化环丁砜选择性加氢脱氧过程中性能劣化的原因,并对失活催化剂进行了再生研究。结果表明,Ni、Mo活性组分的深度硫化形成的Ni-Mo-S相是催化剂催化性能下降的主要原因,而导致催化剂比表面积和孔径降低的积炭则对催化剂性能的影响较小;失活催化剂具有良好的再生性能。     

中低温煤焦油加氢过程中沥青质组成与性质

以中低温煤焦油为原料,采用小型固定床连续加氢反应装置进行2 500 h全馏分加氢实验,研究煤焦油加氢沥青质组成与性质随加氢反应器运行时间延长的变化规律。结果表明:随反应时间的延长,催化剂活性逐渐降低,煤焦油沥青质脱除率降低,加氢沥青质S和N杂原子含量以及Fe和Ca金属含量均增加,脱除率均降低,在一定温度范围内,提高反应温度可以提高煤焦油沥青质加氢转化性能,但也促进大分子量的沥青质生成;此外,随反应时间的延长,加氢沥青质芳香度(f_A)增大,H和C原子比降低,说明加氢沥青质缩合度提高,另外,加氢沥青质分子量逐渐增大,甚至超过原生沥青质,说明部分沥青质发生缩聚反应;反应后期,沥青质缩聚反应加剧,金属Fe和Ca易沉积在催化剂上,催化剂失活严重。     

生物质热解催化剂失活的研究进展

生物质催化热解是实现生物质能源高效、高值化利用的有效手段。综述生物质催化热解过程中催化剂失活的过程及原因,从生物质热解催化剂的积炭失活、原料杂质的影响、催化剂的水热失活和负载型催化剂金属颗粒的烧结等进行阐述。对生物质热解催化剂的研究重点与方向进行展望。     

助剂对Ni/SiO2催化剂1,4-丁炔二醇加氢性能的影响

通过分步浸渍法在Ni/SiO 2催化剂中分别引入Zn、Cu、La、Mo、Co金属助剂,结合N 2物理吸附-脱附、XRD、H 2-TPR和NH 3-TPD等表征手段研究金属助剂对1,4-丁炔二醇加氢性能的影响。结果发现,Mo的引入使Ni/SiO 2催化剂的初始活性大幅增加,但反应2 h后活性下降,归因于催化剂表面酸中心使催化剂积炭失活;引入Cu、La及Co后的催化剂活性较低,推测是由于催化剂表面产生强吸附氢物种,不利于1,4-丁炔二醇加氢反应进行;与其他样品相比,Zn的引入使催化剂保持了Ni/SiO 2催化剂高的1,4-丁炔二醇加氢活性,同时可有效降低产物中2-羟基四氢呋喃副产物含量,提高目标产物1,4-丁二醇收率。     

煤焦油中多环芳烃菲、蒽加氢裂化的研究进展

主要对国内外研究者在煤焦油中含量较高的重质组分菲和蒽催化加氢裂化方面的研究工作进行了总结,综述了分子筛及其负载型催化剂、Al_2O_3负载型催化剂、碳基负载型催化剂及其他负载型催化剂和反应条件对菲和蒽加氢催化转化过程的转化率、产物选择性的影响,以及过程反应机理,并指出开发含分子筛结构、具有较大孔径和比表面积,合适的L酸位和B酸位的高效加氢裂化双功能催化剂,是实现煤焦油催化加氢轻质化的重要技术途径。     

煤焦油中多环芳烃菲、蒽加氢裂化的研究进展

主要对国内外研究者在煤焦油中含量较高的重质组分菲和蒽催化加氢裂化方面的研究工作进行了总结,综述了分子筛及其负载型催化剂、Al_2O_3负载型催化剂、碳基负载型催化剂及其他负载型催化剂和反应条件对菲和蒽加氢催化转化过程的转化率、产物选择性的影响,以及过程反应机理,并指出开发含分子筛结构、具有较大孔径和比表面积,合适的L酸位和B酸位的高效加氢裂化双功能催化剂,是实现煤焦油催化加氢轻质化的重要技术途径。