均一介孔Al2O3劣质蜡油加氢脱氮催化剂研究进展

提高加氢脱氮（HDN）性能是劣质蜡油加氢处理催化剂开发的关键和难点，而催化剂载体材料的制备及改性技术研究是获得高性能劣质蜡油加氢处理催化剂的核心。本文针对常规Al₂O₃孔径分布较大而不利于反应物的扩散及比表面积的提高问题，介绍了均一介孔Al₂O₃（MA）载体的制备方法（溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法）及优缺点。为提高催化剂加氢脱氮活性，综述了Al₂O₃载体的助剂（磷、硼、氟）改性、复合氧化物（钛铝、硅铝复合氧化物）改性及复合改性的最新研究进展，分析了改性后载体酸性及与活性相间相互作用的变化以及对催化剂加氢脱氮性能的影响。指出未来应着重于均一介孔Al₂O₃载体及复合改性两方面的研究，以期获得高活性劣质蜡油加氢脱氮催化剂。     

克劳斯尾气加氢脱硫催化剂及其作用机理研究进展

介绍了国内外克劳斯尾气加氢脱硫催化剂的技术发展及其基础理论研究进展,包括CoMo催化剂的结构研究及催化加氢脱硫机理,新型非CoMo过渡金属硫化物催化剂和过渡金属碳化物、氮化物以及磷化物催化剂、螯合剂对CoMo催化剂的改性及其作用机理,新型CoMo催化剂载体和γ-Al₂O₃载体的复合改性。     

低温选择加氢脱硫醚催化剂NiMoZn/Al2O3中Zn的作用

以Al₂O₃作为载体,采用等体积浸渍法制备了多种不同的金属氧化物催化剂,考察其低温选择加氢脱硫醚活性。以1-戊烯和叔丁基甲基硫醚的环己烷模型化合物为反应原料,考察助剂的添加对NiMo/Al₂O₃催化剂性能的影响,并筛选出选择加氢脱硫活性最优的催化剂;接着以FCC全馏分汽油进行150h的长周期实验考察最优催化剂的性能;通过SEM、XRD、H₂-TPR、C₄H₄S-TPD、硫碳分析对催化剂进行了表征。实验结果表明:经过适当组合的三组分催化剂的选择加氢脱硫醚的性能有所改变,其中以NiMoZn/Al₂O₃催化剂的选择加氢脱硫醚性能最好,并在长周期试验中表现出很好的活性和稳定性。表征结果证实Zn的加入起到了分相作用,促进NiO向表面迁移;降低活性组分与载体间的强相互作用,有利于组分的还原;适宜的Zn含量有利于催化剂表面的活性相均匀分布;Zn促进催化剂对硫化物的吸附。     

酚类加氢脱氧催化剂研究进展

酚类加氢脱氧（HDO）是石油、煤基液体燃料和生物质油转化利用中的重要过程，催化剂在其中起关键作用。酚类加氢脱氧催化剂包括过渡金属硫化物、还原态金属催化剂、磷化物、碳化物和氮化物等。本文从活性、选择性、稳定性和催化机理等方面介绍了各类催化剂的研究进展。过渡金属硫化物重点介绍了负载的CoMoS催化剂和非负载的MoS₂，其中晶态MoS₂具有优异的活性和选择性。还原态金属介绍了负载的非贵金属（Ni、Mo和Co）、贵金属（Rh、Ru、Pd和Pt）和双金属（NiRu、Ni-Fe、Mo-Pt和Pd-X）等催化剂，并对不同的金属催化剂进行了比较。磷化物重点介绍了SiO₂负载的Ni₂P、MoP和CoP，Ni₂P/SiO₂具有很高的催化活性和选择性。碳化物主要是Mo₂C催化剂，其具有较高的芳环类产物选择性。氮化物主要是Mo₂N催化剂，其加氢脱氧活性仍有待提高。各类催化剂大多存在稳定性欠缺的问题，过渡金属硫化物主要是提高催化剂对水的稳定性，还原态金属必须重视杂质尤其是硫引起的中毒问题，可考虑与脱硫催化剂组合使用，磷化物应关注积炭和颗粒团聚。     

载体对镍基催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以ZrO₂、SiO₂与Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为15%的催化剂,考察了其催化顺酐液相加氢性能,并利用BET、XRD、H₂-TPR以及TPO-MS等表征手段对催化剂进行了详细表征。结果表明,随载体不同各催化剂的加氢活性及选择性存在较大差异,Ni/Al₂O₃催化剂的C=C键加氢活性最高,但其几乎没有C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为丁二酸酐。Ni/ZrO₂催化剂具有最高的C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为γ-丁内酯,在反应温度为483 K,氢气压力为5 MPa的条件下反应8 h时,Ni/ZrO₂催化剂的γ-丁内酯选择性达79.20%。催化剂的套用实验表明,Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的使用稳定性,Ni/Al₂O₃催化剂则在套用过程中快速失活。顺酐加氢至γ-丁内酯的中间产物--丁二酸酐与催化剂间的相互作用是影响催化剂加氢选择性及使用稳定性的主要原因。     

煤焦油加氢脱硫催化剂的研究进展

随着石油资源的日趋减少,煤焦油加工技术受到关注。汽车尾气中含有的硫化物严重污染环境,如何高效脱除煤焦油中含硫化合物的硫原子是开发煤焦油加氢脱硫催化剂的研究重点。简述煤焦油中含硫化合物的分布状况及其特点,并分别从贵金属、非贵金属、过渡金属磷化物、氮化物、碳化物及金基双金属催化剂方面综述煤焦油加氢脱硫催化剂的研究现状,针对煤焦油中含硫组分复杂多样的特性,提出研发高效和高活性煤焦油加氢脱硫催化剂的新方向。     

Ru催化加氢选择性脱除F-T合成水相中的含氧化合物

采用催化加氢技术脱除F-T合成水相中羧酸、醛、醇、酮、酯含氧化合物,考察了Ru/ZrO₂、Ru/TiO₂、Ru/SiO₂和Ru/Al₂O₃ 4种Ru催化剂的反应性能.相对于酸、醇,水中的醛、酮、酯更易被转化.其中Ru/ZrO₂和Ru/TiO₂具有良好的加氢脱羰活性,在200℃、9.8 MPa、3.0 h^-1空速下,酸、醛、醇、酮、酯均转化为C₁～C₆的烷烃,总转化率达92%.同条件下,虽然Ru/Al₂O₃对酸、醛、酮、酯的转化活性较高(>87%),但对醇的转化不到30%,具有选择性转化特点.H₂-TPR和NH₃-TPD结果表明,Ru/Al₂O₃催化剂的金属活性位与载体酸性位的协同作用有利于羧酸的加氢反应,能抑制醇的加氢脱羰活性;而金属-载体相互作用较弱和酸度较低的催化剂有利于羧酸、醇发生加氢脱羰反应.Ru/Al₂O₃催化剂运行500 h后失活,XRD、SEM和N₂-物理吸附表明,载体结构物相和织构性质的改变以及活性组分的流失是导致催化剂失活的主要因素.     

Claus尾气加氢催化剂载体研究进展

阐述了近年来Claus尾气加氢脱硫催化剂载体的研究现状。主要介绍了Al₂O₃和TiO₂单组分载体及Al₂O₃-TiO₂复合载体。Al₂O₃载体具有比表面积大、机械性能好和容易成型的特点,应用较广,但低温加氢活性较差;TiO₂载体具有较高的低温加氢和有机硫水解活性,但比表面积较小,一般以复合载体形式使用;复合载体具有较好的低温加氢活性和抗水性能,但制备工艺复杂。介孔结构不仅可以增大载体的比表面积,同时有利于分子的扩散,具有更加优异的活性。活性组分在复合载体表面呈现不同的活性状态,从而改变反应条件。如何调控Al₂O₃载体的孔道结构,研究复合载体各组分之间的作用及对活性组分的影响是今后的发展方向。     

碳基载体石油馏分加氢脱硫催化剂研究进展

总结了以活性炭、碳纳米管、介孔碳、石墨烯等碳基材料为载体的加氢脱硫催化剂的研究进展。与常规Al₂O₃基载体催化剂相比,碳基载体催化剂比表面积大,活性金属的分散性好,活性金属-碳表面间的相互作用弱,有利于形成高活性的Ⅱ类活性相。以二苯并噻吩及4,6-二甲基二苯并噻吩等含硫有机物为处理对象,碳基载体加氢脱硫催化剂总体上具有比Al₂O₃基载体催化剂更高的加氢脱硫催化活性。为满足碳基载体加氢脱硫催化剂的工业应用要求,需要降低制备成本,并针对催化体系的特点进行孔结构优化及表面改性,同时,还需要加强对碳基加氢催化剂加氢脱硫反应机理和动力学方面的研究,以促进催化剂与工艺技术的进步。     

磷添加方式对NiMo/Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用分步浸渍法制备了不同磷添加方式改性的NiMo/Al₂O₃催化剂,在固定床微反装置上考察了该系列催化剂对焦炉煤气中噻吩加氢脱硫（HDS）性能的影响,采用BET、X射线衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、C₄H₄S(H₂)程序升温脱附[C₄H₄S(H₂)-TPD]、X射线光电子能谱（XPS）、高清透射电镜（HRTEM）和拉曼（Raman）等分析手段对催化剂进行表征。结果表明,不同磷添加方式制备NiMo/Al₂O₃催化剂的HDS性能存在较大差异。其中,催化剂PNi-Mo/Al和PMo-Ni/Al表面弱吸附解离活性位增强,对焦炉煤气中噻吩有较好的低温加氢脱硫活性,以含292.5mg/m³噻吩的模拟焦炉煤气为原料时,PNi-Mo/Al在250℃下对噻吩的脱硫率达61%。对于PNi-Mo/Al和PMo-Ni/Al催化剂,先浸渍P、Ni或者P、Mo时,P优先和载体Al₂O₃作用,减弱了活性金属组分Ni、Mo与载体间的相互作用,而又防止Ni或者Mo与载体间相互作用过低而聚集,提高了Ni、Mo在载体表面的均匀分散,生成能够促进硫化形成Ⅱ型活性相Ni-Mo-S的NiMoO₄物种。NiMoO₄和MoO₃之间的协同作用提高了催化剂的硫化度,使HDS活性得以提高。     

贵金属硫化物催化剂的制备及其在催化加氢反应中的应用

贵金属硫化物催化剂对含硫化合物加氢、加氢脱硫、加氢脱氮和卤代硝基化合物加氢等方面有特殊应用,选择性高,不易失活.总结了国内外贵金属硫化物制备方法,综述了各类贵金属硫化物在催化加氢方面的应用,并对贵金属特别是Pd的不同种硫化物种间相互转变条件进行了探讨.     

金属氮化物/碳化物催化剂加氢性能研究进展

介绍了过渡金属氮化物/碳化物独特的晶体结构和电子性能及其与催化性能的内在联系。综述了过渡金属氮化物/碳化物在涉氢反应中催化加氢机理的研究进展,以及过渡金属氮化物/碳化物在加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)和其他涉氢反应中的应用。与传统的过渡金属硫化物催化剂相比,过渡金属氮化物/碳化物具有更加优异的氢吸附、活化和转移能力。     

加氢脱氮催化剂研究进展

对加氢脱氮催化剂进行论述,从催化剂活性组分、助剂和载体方面介绍了国内外载体的发展趋势。加氢活性组分的过渡金属碳化物、过渡金属氮化物和过渡金属磷化物成为研究热点,特殊功能的助剂加入到催化剂中,提高了催化剂酸性或活性组分分散度。新型催化材料用于催化剂载体,改性Al_2O_3、TiO_2复合载体和纳米材料复合载体有望替代传统载体。     

复合氧化物在柴油加氢脱硫催化剂中的应用

加氢脱硫是石油炼制中的一个重要工艺过程,近年来,随着环境法规的日益严格和高硫原油加工量的增加,传统的加氢脱硫催化剂已经不能满足深度脱硫的要求,迫切需要开发新型深度加氢脱硫技术及催化剂,而复合氧化物载体能克服单一载体的缺陷,从而使制备的催化剂对芳烃的加氢和对二苯并噻吩及它的芳烃衍生物的转化具有较好的效果。综述了近年来复合氧化物载体在柴油加氢脱硫催化剂中的最新研究,重点介绍了含Al2O3、含TiO2和含ZrO2的复合氧化物载体的应用。     

Hydrodesulfurization and Hydrodenitrogenation Kinetics of a Heavy Gas Oil over NiMo/Al2O3 Catalysts

1 Introduction The increasing demands of high quality and environment-friendly petroleum products require refineries to treat more heavy oil and residue in the worldwide. Athabasca bitumen derived heavy gas oil(HGO) is a typical feedstock comprising high nitrogen and sulfur heteroatomic compounds, which results in many problems in utilization, such as reducing the stability of fuels, causing storage problems and air pollution. So they need to be removed before being treated in the following u…     

煤焦油加氢脱硫动力学研究

在小型固定床加氢装置上,用加氢保护催化剂和加氢精制催化剂对陕北的煤焦油进行加氢脱硫动力学研究。考察了反应温度、氢分压、液体体积空速等操作参数对加氢脱硫反应活性的影响,建立了煤焦油加氢脱硫反应的动力学模型。通过Levenberg-Marquardt法拟合出各动力学参数,并采用实测数据对模型进行了验证。结果表明,所建立的模型能够较为准确地预测产品硫的质量分数。     

免焙烧对加氢脱硫催化剂选择性影响研究

采用免焙烧方式制备了CoMo/Al_2O_3免焙烧加氢脱硫催化剂,相比于焙烧样催化剂,催化剂分析表征结果表明CoMo/Al_2O_3免焙烧催化剂硫化程度高、活性相分散度适中。在微型固定床加氢装置上考察了催化剂的加氢脱硫选择性能,在反应50 h后,CoMo/Al_2O_3免焙烧催化剂选择性优于CoMo/Al_2O_3焙烧样催化剂反应100h的选择性。在反应100 h后,CoMo/Al_2O_3免焙烧样、焙烧样催化剂在保持较高脱硫率的同时,烯烃加氢饱和率分别降至20.2%、36.2%,选择性因子SF分别上升至14.0、6.6。上述实验结果表明免焙烧的CoMo/Al_2O_3催化剂具有更高的加氢脱硫选择性。     

柴油催化加氢脱芳烃研究进展

论述了柴油加氢脱芳烃的催化剂体系、芳烃加氢反应机理和工艺方法。该催化剂体系包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂两种类型,其中贵金属催化剂的脱芳烃效果较非贵金属催化剂要好。柴油加氢脱芳烃大多采用两段加氢工艺,将贵金属和非贵金属催化剂结合使用可以取得良好的脱芳烃效果。增强脱芳烃催化剂的抗硫性能也成为现今研究重点,载体的性质对加氢脱芳烃催化剂的催化性能有很大的影响,开发新载体和新材料成为今后加氢脱芳烃催化剂的研究趋势。     

α-蒎烯催化加氢催化剂制备及催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Al_2O_3、ZrO_2和ZrO_2/Al_2O_3载体,采用浸渍法制备了NiO/Al_2O_3、NiO/ZrO_2和NiO/ZrO_2/Al_2O_3催化剂,采用H_2-TPR、NH_3-TPD和原位红外等技术对催化剂的还原性能、表面酸特性、α-蒎烯的吸附性及比表面积等进行了表征。结果表明,负载型ZrO_2/Al_2O_3复合载体与活性物种形成较强的相互作用,稳定活性中心,复合载体Ni催化剂表面酸强度介于Ni/ZrO_2和Ni/Al_2O_3之间,α-蒎烯能与Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂形成适宜化学吸附态。在α-蒎烯加氢反应中,Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性,α-蒎烯转化率为84%,蒎烷选择性为83%。