渣油加氢失活催化剂的积炭规律

以正庚烷为溶剂,采用索氏抽提法对渣油加氢工业失活催化剂进行预处理,以脱除表面吸附的烃类组分;采用碳硫元素分析仪、扫描电子显微镜 能谱分析仪(SEM EDS)分别测定了失活催化剂的碳、硫含量及碳含量沿颗粒的径向分布,并采用热重 质谱联用分析仪(TG MS)和BET低温物理吸附仪研究了失活催化剂的热解行为及其孔结构的变化。结果表明,沿着反应器物流方向,失活剂的积炭量呈上升趋势,硫含量呈下降趋势;脱金属失活剂的积炭沿颗粒径向分布比较均匀,而脱硫、脱残炭失活剂颗粒的碳含量呈现边缘部位较内部含量偏高;沿物流方向,积炭氧化温度逐渐升高;积炭影响催化剂的孔结构特性,对脱金属剂的孔结构影响相对较小,而对脱硫剂、脱残炭剂的孔结构影响比较大;脱硫、脱残炭失活剂高温脱炭后,比表面积和孔容可恢复率高,尤其是脱残炭剂。     

渣油加氢催化剂构型失活因素综述

从焦炭沉积、金属沉积及其协同作用等方面分析了引起渣油加氢催化剂构型失活的原因,讨论了沉积过程、沉积形态及沉积物的分布情况,并对其分析测试方法进行了论述。指出渣油加氢催化剂的发展方向是在提高其容炭和容金属能力的同时,改善催化剂的扩散性能,开发具有更高孔体积的催化剂。     

渣油加氢脱残炭催化剂的失活研究

采用BET、ICP、元素分析、显微共焦激光拉曼光谱及TEM等多种分析手段,对工业装置运转后的渣油加氢脱残炭催化剂进行了研究。实验结果表明,运转后的脱残炭催化剂积碳量高达24.57%(w),且积碳在催化剂径向上呈"V"型分布,更多地沉积在催化剂边缘;积碳量大及积碳在催化剂径向分布不均匀使催化剂孔径变小,扩散阻力增加,孔内活性位利用率降低;运转后的脱残炭催化剂的MoS2相变长,且层数增加,使活性位减少。为提高脱残炭催化剂的活性稳定性,应加强催化剂的抗积碳性能,改善积碳在催化剂径向上的分布,提高MoS2相的高温稳定性,并在使用过程中尽可能避免热点和飞温等情况。     

渣油加氢脱金属催化剂初期失活的研究

以孤岛常压渣油和伊朗常压渣油为原料，在固定床试验装置上研究了两种加氢脱金属催化剂的初期失活，测定了不同运转时间催化剂上的积炭量。得到了催化剂加氢脱金属反应活性系数与运转时间的关联式。发现运转过程的前200h为初期失活阶段，此后进入稳定失活阶段。     

沸腾床渣油加氢影响因素及催化剂失活分析

对沸腾床渣油加氢技术特有的影响因素进行了详细分析,指出沸腾床反应器中催化剂藏量是一个动态值,可以根据原料性质和要求的转化深度,通过调整催化剂在线加排量对该值进行调整;分析了沸腾床加氢过程中沉淀物形成的原因及其对反应器、催化剂及下游装置的影响;论述了催化剂磨损产生的细粉对反应稳定性和工艺性能的影响。通过研究沸腾床失活催化剂外层对传质和反应性能的影响,指出焦炭及金属在催化剂外层的积累削弱了催化剂外层的渗透性,致使液体的扩散能力及催化剂的活性和选择性都呈下降趋势;通过对失活程度不同的待生催化剂的分析,指出失活程度不同催化剂沉积的金属数量有明显区别,物理性质变化显著,但二者的碳含量没有明显差异。     

工业装置渣油加氢失活催化剂孔结构研究

将渣油加氢失活催化剂进行甲苯抽提处理掉可溶油分后,采用碳硫分析、X射线荧光分析以及N₂吸附脱附对催化剂进行表征。结果表明：沿物流方向,失活剂的孔容和比表面积均呈现先增加后减小的趋势,再生剂的孔容和比表面积则呈现了逐渐增加的趋势;金属沉积造成的不可逆失活影响越来越小;失活剂的N₂吸附-脱附曲线回滞环范围增加,孔径尺寸变小。保护剂、保护-脱金属过渡剂、脱金属剂在失活后孔结构损坏程度较大,主要是由于金属沉积量大,再生后也不能恢复;而脱金属-脱硫过渡剂、脱硫剂、脱残炭剂在失活后孔结构损坏程度较小,积炭是其失活的主要原因,并且再生后孔结构可以恢复。最后归纳了催化剂的3种失活模式,对渣油加氢催化剂孔道结构的设计提出了建议。     

渣油加氢创新失活模型的应用

This article reports a new catalyst deactivation model for residue hydrotreating technology(RHT) with three adjustable parameters, named as active-region-migration model. The active-region-migration model is proposed to describe the catalyst deactivation of RHT where the catalysts are deactivated due to metal loading. Along with the lumped reaction kinetics, the deactivation model can be applied to simulate the hydrogenation reaction performance in RHT. Industrial data from a commercial RHT unit show reasonably good agreements with the model calculations. Essentially, the active-region-migration model can separately simulate the catalytic-activity-change of each hydrogenation reaction during the whole run of RHT, with a single curve.     

固定床渣油加氢催化剂失活的原因分析及对策

固定床渣油加氢技术是重油改质的重要手段,是优化重油催化裂化装置原料的主要措施,而固定床渣油加氢装置催化剂的价格昂贵、使用周期短且不具再生使用性,因此探讨固定床渣油加氢催化剂失活的原因并采取相应的对策,对延长催化剂的使用周期有积极的意义。通过对固定床渣油加氢装置催化剂末期运行的现象、废旧催化剂化学组成等方面的分析,发现导致固定床渣油加氢装置催化剂失活的主要原因是积炭和金属沉积。同时分析催化剂级配装填的比例、催化剂硫化、原料油的性质和反应温度的分布等因素对固定床渣油加氢催化剂失活的影响,提出了采用抗积炭和容垢能力高的催化剂,进行合理的催化剂级配装填,控制好原料的性质,调整各床层反应温度的匹配分布和控制好催化剂开工条件等措施,可有效延长催化剂的使用寿命。     

中东常压渣油加氢脱硫反应催化剂初期失活模型

通过试验研究了三种在加氢脱硫反应中不问性质的中东常压渣油对渣油加氢催化剂初期失活速率的影响。结果表明,原料油的芳香烃、胶质和沥青质含量及粘度是影响渣油加氢脱硫反应催化剂初期失活速率的主要因素,在此基础上建立的中东常压渣油加氢脱硫反应催化剂初期失活模型,经试验验证该模型具有可靠性,可以用于实际预测。     

工业渣油加氢失活催化剂上沉积金属及积炭研究

采用碳-硫元素分析、X射线荧光光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜以及热重分析等手段对处理后的工业固定床渣油加氢失活催化剂进行表征.结果表明:保护剂、保护-脱金属过渡剂、脱金属剂、脱金属-脱硫过渡剂主要拦截杂质金属,并以NiV2 S4的形态存在于催化剂中,脱硫剂、降残炭剂积炭更多.沿物流方向,积炭从软炭向硬炭转变,积炭量增加...     

STUDIES ON DEPOSITS OF SPENT HYDRO-TREATING CATALYST: A STUDY BY COMBINED ANALYTICAL TECHNIQUES

ABSTRACT

Carbonaceous and non-carbonaceous deposits on a Ni-Mo catalyst, stemming from atmospheric residue upgrading in an ARDS unit were subjected to a combination of analytical techniques, i.e. SF extraction, TGA/DTA/MS, DRIFT, ^l3C CP-MAS NMR, XRD and elemental analysis. Since the spectroscopic features of several components of the deposit interfere with each other a detailed deposit characterization was only achieved by stepwise removal of certain components by SFE deoiling and calcination. SF extraction stripped about 22 wt % of the carbonaceous deposit of the spent catalyst increasing the sp²/(sp³ + sp²) ratio of the NMR-visible carbon from 0 63 to 0.67. TGA revealed three separate temperature ramps for stepwise driving off of deposited material- first ramp, 30° C - 280° C, loss of oil and sulfur from metal sulfides; second ramp, 280° C - 450° C, loss of carbonaceous material like coke; third ramp, 500° C - 680° C, loss of metal sulfates. Further calcination up to 1000° C has no effect on the metal content of the deposition but transforms the framework γ-Al₂O₃ into α-Al₂O₃. Entire burn-off of     

渣油加氢失活催化剂杂质沉积分布对催化剂级配优化的启示

对海南炼化渣油加氢装置改造前后两个周期的失活催化剂进行了分析,对比结果表明：沿反应物流方向,（镍+钒）沉积量呈现先增大后降低的趋势且钒在反应物流方向前部的沉积比例更大;铁沉积量呈现前高后低的趋势且有结盖的现象;积炭量呈现逐渐降低的趋势且高温操作会导致催化剂的积炭量显著增加。根据杂质沉积分布的不同特点和其影响因素提出了渣油加氢催化剂级配的改进方向。     

渣油悬浮床加氢分散型Mo催化剂硫化程度的XPS分析

 在渣油悬浮床加氢分散型Mo催化剂前体的硫化过程中，采用X射线光电子能谱法(XPS)分析了催化剂表面的硫化状况，并对XPS谱图进行了拟合处理。结果表明，分散型Mo催化剂前体的硫化主要形成了四配位MoS2晶体。在100℃硫化条件下，分散型Mo催化剂前体硫化产物中，Mo4+约占全部Mo物种的81.62%（摩尔分数），表面Mo活性组分硫化率为68.94%，硫化产物中有效S含量为73.06%（摩尔分数）；在300℃硫化条件下，产物中有效S含量为77.93%，表明在渣油悬浮床加氢工艺过程中，提高反应温度更有利于对分散型Mo催化剂前体的预硫化。     

溶剂萃取恢复渣油加氢转化催化剂活性的研究

催化加氢处理是渣油裂化加工的重要技术，但焦炭和金属在催化剂上的沉积将降低催化剂的活性。采用溶剂萃取法除去工业失活催化剂上沉积的焦炭和金属的研究结果表明，用四氢呋喃、吡啶和喹啉这3种含杂原子的有机强溶剂常温萃取催化剂，其去除焦炭能力很弱，而且会因这些溶剂的强吸附作用污染催化剂；盐酸洗涤能有效去除催化剂表面的钙、铁沉积层，但不能去除焦炭；低芳香性的加氢瓦斯油在400 C、H2压力为10MPa、反应1h的条件下可部分去除催化剂上的焦炭，但不具备强的氢化焦炭作用；1,2,3,4-四氢化萘因具有供给原子氢的能力，可以有效地氢化和去除催化剂上的焦炭。一旦除去一定量的焦炭或金属化合物沉积物，失活催化剂的加氢脱硫活性将得到恢复。     

固定床渣油加氢处理装置催化剂积炭分析与表征

利用扫描电镜（SEM）、程序升温氧化（TPO-MS）、CHO元素分析仪等手段,对固定床渣油加氢处理装置催化剂上的积炭进行分析与表征。结果表明,沿着物料方向,渣油加氢催化剂上的积炭量呈先减少后增加的趋势,积炭的H/C原子比逐渐降低,芳香性越来越强,氧化温度逐渐增高。积炭的生成和油品中的氮化物存在着一定关系,含氮原子的沥青质更容易吸附在催化剂酸性点上并形成焦炭。     

FCC催化剂后处理工艺制备催化剂的表征

以NaY分子筛为原料,采用后处理工艺制备出能够基本达到工业要求的催化剂,并采用XRD、BET、NH3-TPD、IR、SEM等方法对催化剂进行物化性质表征。结果表明,与常规方法制备的对比剂相比,后处理方法制备催化剂的表面有许多凹陷的大孔结构,一定量的稀土离子从超笼迁移到方钠石笼,且方钠石笼中容纳了更多的稀土离子,催化剂比表面积和孔体积大,酸性强,重油转化率高,微反活性高。     

Co-Mo加氢脱硫催化剂的TEM表征

采用透射电子显微镜（TEM）研究了氧化铝负载的硫化态Co-Mo加氧脱硫催化剂的分散度。用TEM半定量法的表征数据得到了MoS2上棱边位、角位、平面位的Mo原子数目。结果表明，催化剂的加氢脱硫活性不仪勺催化剂上可接近的棱边位和角位上的Mo原子数目有关，还与活性位的本征活性有关，化学处理可以使催化剂上的活性相类型发生变化，Co-Mo-S-Ⅱ类活性相的本征活性要高于Co-Mo-S-Ⅰ类活性相的本征活性。     

催化裂化废催化剂利用的新途径

催化裂化是炼油厂中一个重要的加工工艺,所排出的废催化剂目前国内多数采用填埋法处理,不仅容易污染环境,而且浪费资源。探讨了催化剂失活的原因,介绍了催化剂再生、用废催化精制石蜡及精制ＰＣＣ柴油等利用方法,对我国废催化剂的处理具有一定的参考价值。