FCC汽油选择性加氢硫转移催化剂的实验研究

制备了以γ-Al2O3为载体的Ni基选择性加氢硫转移催化剂Mo-Ni/γ-Al2O3,并用于催化裂化(FCC)汽油的加氢硫转移反应。对比了预硫化型和氧化型Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂的活性和选择性,并考察了无氧焙烧温度、活性组分负载量对预硫化型Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂加氢硫转移催化性能的影响。采用模型化合物研究了硫醇在MoNi/γ-Al2O3催化下的反应,考察了烯烃和硫醇对硫转移反应的影响。结果表明,无氧焙烧温度400℃下制备得到的w(NiO)=8.2%、w(MoS2)=5.6%的预硫化型Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂具有相对较高的加氢硫转移反应催化活性和选择性;硫醇与烯烃的反应在催化剂表面的加氢活性位上进行,硫醇先加氢脱硫,生成吸附态H2S,吸附态H2S再与吸附的烯烃反应生成大分子硫醇或硫醚,达到硫转移的目的。     

新型MoS2/γ-Al2O3催化剂的制备及其催化二苯并噻吩加氢脱硫性能

采用硫化态前驱物四硫代钼酸铵制备了MoS2/γ-Al2O3催化剂,以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,对其加氢脱硫性能进行了评价.实验结果表明,MoS2/γ-Al2O3催化剂对DBT的脱硫率和加氢选择性均高于常规方法制备的氧化态MoO3/γ-Al2O3催化剂.通过对制备工艺的理论分析和对使用后的催化剂的X射线衍射表征结果推测,MoS2/γ-Al2O3催化剂不存在硫化不完全的问题;MoS2/γ-Al2O3催化剂表面的MoS2具有较高的堆积数.     

以硫化态前驱物制备的NiMoS/ -Al2O3催化剂表面活性相HRTEM研究

 摘要: 采用硫化态前驱物四硫代钼酸铵溶液浸渍载体 -Al2O3制备了硫化态NiMoS/ -Al2O3加氢精制催化剂，对催化剂进行了XRD和HRTEM表征，并以FCC柴油为原料，考察了催化剂的加氢精制性能。结果表明，该加氢催化剂的活性组分与载体 -Al2O3的相互作用较弱，不存在难以还原硫化的Mo-O-Al桥键，催化剂表面MoS2分散度较好，MoS2的晶粒较大，堆积层数较高，大部分MoS2以II型的NiMoS相存在；硫化态NiMoS/ -Al2O3加氢精制催化剂具有优于工业催化剂CK-2的HDS、HDN和HDAr性能。     

载体织构对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂结构和甲烷化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了4种不同γ-Al2O3为载体的负载型Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,通过BET、XRD和H2-TPR等表征手段对载体和催化剂进行了表面微观结构分析,并考察了其低温浆态床催化CO甲烷化反应的活性和稳定性。结果表明,载体γ-Al2O3的表面织构性质对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂活性物质Ni的分布和甲烷化活性影响较大。比表面积和平均孔径分别为192m2/g和5.8nm的γ-Al2O3载体具有较好的低温浆态床CO甲烷化活性,有利于活性组分的分散,且与γ-Al2O3表面作用较强的β-NiO含量较多,还原后活性物质Ni晶粒较小,形成的活性中心数量多,甲烷化活性及稳定性较好,CO的平均转化率和CH4平均选择性分别达到97.0%和89.0%。而以比表面积较大的高硅γ-Al2O3载体制备的催化剂,游离态α-NiO含量较多,还原过程中容易迁移和团聚,形成较大的Ni晶粒,催化剂的活性和稳定性均差,CO的初始转化率为85.5%,反应17h后活性急剧下降。     

ZrO2改性对Co-Ru/γ-Al203催化剂F-T合成性能的影响

采用浸溃法制备Co-Ru双金属F-T合成催化剂,通过对催化剂进行BET、XRD和TPR表征,考察了ZrO2负载量对催化剂性能的影响,并在固定床反应器中研究了对合成重质烃反应性能的影响.结果表明,载体γ-Al2O3,ZrO2改性没有引起催化剂还原温度的降低,但可降低载体与Co问的相互作用;随ZrO2含量的增加,催化剂中易还原Co物种量增加;在623～693K下进行还原,催化剂具有较高的还原程度,呈现出良好的合成重质烃反应性能.同时,载体γ-Al2O3用ZrO2改性,可形成Co-ZrO2界面,使CO容易离解.在原料气,n(H2)/n(CO)=2.0、503K、1.5MPa和空速800h-1下,15%Co0.4%Ru8.0%ZrO2O2/γ-Al2O3催化剂CO的转化率为93.27%,C5 的选择性82.56%,链生长概率0.81.     

ZrO_2改性对Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响

采用浸渍法制备Co-Ru双金属F-T合成催化剂,通过对催化剂进行BET、XRD和TPR表征,考察了ZrO2负载量对催化剂性能的影响,并在固定床反应器中研究了对合成重质烃反应性能的影响。结果表明,载体γ-Al2O3 ZrO2改性没有引起催化剂还原温度的降低,但可降低载体与Co间的相互作用;随ZrO2含量的增加,催化剂中易还原Co物种量增加;在623～693K下进行还原,催化剂具有较高的还原程度,呈现出良好的合成重质烃反应性能。同时,载体γ-Al2O3用ZrO2改性,可形成Co-ZrO2界面,使CO容易离解。在原料气n(H2)/n(CO)=2.0、503K、1.5MPa和空速800h-1下,15%Co0.4%Ru8.0%ZrO2/γ-Al2O3催化剂CO的转化率为93.27%,C5+的选择性82.56%,链生长概率0.81。     

P改性对Mo-Ni/γ-Al_2O_3催化剂结构和性质的影响

以P改性的γ-Al2O3为载体,分别采用Mo-Ni-P和Mo-Ni-NH3两种浸渍液,通过等体积浸渍法制备了P改性的重油加氢精制Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂,研究了助剂P及其加入方式和浸渍液的种类对载体及催化剂结构的影响。通过氮吸附、程序升温还原、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等技术对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,在γ-Al2O3载体中引入P,能降低载体的表面酸量,促进活性组分还原,在载体成型过程中加入P效果较好;浸渍液中含有P也有利于活性组分的还原,并能提高活性组分的利用率,同时使催化剂表面具有较高的Ni与Mo原子比。     

γ-Al2O3载体的固相法合成及Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫性能

以硝酸铝和碳酸氢铵为原料,采用固相反应法,在低温条件下制备出γ-Al2O3的前驱体碳酸铝铵(AACH),然后挤条、焙烧,成功制备出高比表面积和大孔体积的γ-Al2O3载体。考察了原料配比、陈化温度等参数对碳酸铝铵合成的影响。采用X射线衍射、BET物理吸附、扫描电子显微镜、固体核磁共振、高分辨透射电镜等手段对AACH和γ-Al2O3载体进行了表征。以柴油中较难脱除的二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压微反装置上评价了由上述γ-Al2O3载体制备的Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性。结果表明,最佳原料配比下,较高的陈化温度和添加PEG有利于得到结晶度较好的纯相碳酸铝铵;以其焙烧后的γ-Al2O3为载体的Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性明显高于以传统γ-Al2O3作载体制备的催化剂。     

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。     

硫化型催化剂NMS/γ-Al_2O_3的催化加氢性能研究

以过渡金属盐-四硫代钼含硫酸铵为钼源,采用等体积浸渍法制备了以Mo-Ni为主要活性组分的硫化型加氢精制催化剂NMS/γ-Al2O3。以高氮催化柴油为原料,在实验室100 m L高压加氢装置上考察了该催化剂的加氢反应性能,并与传统氧化型催化剂NMO/γ-Al2O3进行了对比。结果表明,在反应温度350℃、氢分压6.5 MPa、氢油体积比500、体积空速1.0 h-1的工艺条件下,NMS/γ-Al2O3对催化柴油的脱硫率为99.7%,脱氮率为96.3%,脱硫活性略高于NMO/γ-Al2O3,脱氮活性优势明显。NMS/γ-Al2O3表面Mo S2平均堆积层数和平均晶片长度分别为4.0层和3.6 nm,Ni-Mo-S相主要以Ⅱ型活性相存在,活性位密度较高,这可能是该催化剂加氢性能优异的主要原因。     

FCC汽油选择性加氢硫转移催化剂的研究

 制备了以γ-Al₂O₃为载体的Ni基选择性加氢硫转移催化剂Mo-Ni/γ-Al₂O₃,并用于催化裂化汽油的加氢硫转移反应。对比了预硫化型和氧化型Mo-Ni/γ-Al₂O₃催化剂的活性和选择性,并考察了无氧焙烧温度、活性组分负载量对预硫化型Mo-Ni/γ-Al₂O₃催化剂加氢硫转移催化性能的影响。采用模型化合物研究了硫醇在Mo-Ni/γ-Al₂O₃催化下的反应,考察了烯烃和硫醇对硫转移反应的影响。结果表明,无氧焙烧温度400℃下制备得到的w(NiO)=8.2%、w(MoS₂)=5.6%的预硫化型Mo-Ni/γ-Al₂O₃催化剂具有相对较高的加氢硫转移反应催化活性和选择性;硫醇与烯烃的反应在催化剂表面的加氢活性位上进行,硫醇先加氢脱硫,生成吸附态H₂S,吸附态H₂S再与吸附的烯烃反应生成大分子硫醇或硫醚,达到硫转移的目的。     

超声波辐照浸渍法制备MnO2/γ-A12O3催化剂及其柴油催化氧化脱硫性能

 分别采用超声波辐照浸渍法和普通浸渍法制备了MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂,运用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和X射线衍射（XRD）对催化剂进行表征,在空气-异丁醛-MnO₂/γ-Al₂O₃体系中评价其对加氢柴油的氧化脱硫催化性能,并考察了反应温度、异丁醛用量、空气流量、溶剂类型和剂/油体积比对柴油氧化脱硫反应的影响。结果表明,超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂对柴油氧化脱硫的催化性能明显优于普通浸渍法制备的催化剂。最适宜的催化柴油氧化脱硫反应的条件为：乙腈为溶剂、加氢柴油30 mL、温度35℃、异丁醛20 mmol、空气流量0.06 L/min、超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂0.08 g、剂/油体积比1/6和催化氧化时间10 min。在此条件下可将柴油硫质量分数从542μg/g 降至31μg/g,柴油脱硫率和回收率分别为94.3%和93.3%。     

孔径双峰分布γ-Al2O3负载NiMoP催化剂的制备及对蜡油加氢催化性能

在氢氧化铝干胶挤条成型时,调节纳米炭黑的加入量和水/粉质量比,制备了孔径呈双峰分布、具有较大孔容和比表面积的γ-Al2O3载体。当炭黑加入质量分数为13%、水/粉质量比1.15时,制备的孔径呈双峰分布的γ-Al2O3载体的孔容为0.80mL/g、比表面积为309m2/g,4～10nm和10～15nm孔径分别占总孔容50.8%和35.1%(体积分数),采用该载体制备的NiMoP/γ-Al2O3催化剂的孔径呈明显的双峰分布。在反应温度370℃、氢分压10MPa、氢/油体积比700、体积空速1.5h-1的条件下,制备的NiMoP/γ-Al2O3催化剂可使减压和焦化混合蜡油的硫质量分数由25600μg/g降至2070μg/g,脱硫率为91.9%,而参比催化剂仅可使减压和焦化混合蜡油硫质量分数降至3450μg/g,脱硫率为86.5%。     

Co负载量对Co/γ-Al2O3催化剂F-T合成催化性能的影响

 制备了不同Co负载量的系列Co/γ-Al₂O₃催化剂,采用XRD、H₂-TPR和H₂-TPD等方法对其进行表征,并考察Co负载量对Co/γ-Al₂O₃催化剂催化F-T合成反应性能的影响。结果表明,随Co负载量的增加,Co/γ-Al₂O₃催化剂的催化活性先增加后降低,在Co负载量25％附近达到最大。Co/γ-Al₂O₃催化剂上Co₃O₄晶粒尺寸随Co负载量增加而逐渐增大,而催化剂的还原温度变化不大,催化剂的还原度和氢吸附量则随Co负载量增加先增大后降低。Co/γ-Al₂O₃催化剂的催化活性与其氢吸附量呈线性关系。     

焙烧温度对分步浸渍的Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3加氢精制催化剂性质影响

采用分步共浸渍法制备Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3柴油加氢精制催化剂,利用BET、XRD、TEM等手段对所制备的半成品和成品催化剂进行分析表征,考察了焙烧温度对催化剂微晶结构和物理性质的影响。以直馏柴油作为原料,对不同焙烧温度下制备的催化剂进行加氢精制活性评价。结果表明,随着一次焙烧温度的升高,半成品催化剂的侧压强度、孔容、比表面积、平均孔径略有增加;硫化态半成品催化剂中的MoS2(WS2)微晶平均堆垛层数先增加后减少,晶粒平均长度先减小后增加,400℃焙烧的样品中3～5层微晶结构数量达到最大值,占72.5%,晶粒平均长度达到最低值,1.7nm。随着二次焙烧温度的升高,成品催化剂的侧压强度、比表面积、平均孔径略有增加,孔容基本不变;二次焙烧温度为480℃硫化态成品催化剂中3～5层MoS2(WS2)微晶数量最多。经400℃一次焙烧和480℃二次焙烧制备的Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3催化剂的孔径分布最为集中,其孔径在2.5～8nm范围内的孔体积占了总孔体积的78.2%,其HDS和HDN活性最高。     

γ-Al2O3负载的Mo及Ni-Mo氮化物、碳化物的合成及其加氢脱氧性能

 以负载于γ-Al₂O₃的Mo及Ni-Mo金属氧化物为前躯体,采用程序升温方法,分别制备了负载型Mo及Ni-Mo氮化物和碳化物催化剂。采用元素分析、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H₂-TPR)技术对所制备的催化剂进行了表征,并考察了它们对苯甲酸乙酯的加氢脱氧(HDO)反应的催化性能。结果表明,负载型Mo及Ni-Mo氮化物及碳化物对苯甲酸乙酯HDO反应都具有很高的催化活性,且碳化物比氮化物更为稳定。在HDO反应过程中,积炭可能是造成催化剂失活的重要原因。     

Foil-supported Rh/γ-Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> and Pt/γ-Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> catalysts for carbon dioxide methane reforming

Rh/γ-Al₂O₃ and Pt/γ-Al₂O₃ catalysts supported on a metal foil surface have been studied in the carbon dioxide reforming of methane. The stability and activity of platinum and rhodium catalysts with different compositions have been determined. The kinetic function parameters have been found by solving the inverse problem. It has been shown that the 0.06% rhodium catalyst is the most active; its activity is more than two orders of magnitude higher than that of the nickel-chromium catalyst studied earlier.     

CA和EDTA对Co-Mo-P/TiO2-γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂性能的影响

 制备了添加螯合剂柠檬酸(CA)和乙二胺四乙酸(EDTA)的Co-Mo-P/TiO₂-γ-Al₂O₃加氢脱硫催化剂,并对其进行了BET、SEM和H₂-TPR表征。以FCC汽油重馏分为原料,考察了螯合剂对Co-Mo-P/TiO₂-γ-Al₂O₃催化剂选择性加氢脱硫性能的影响。结果表明,添加CA或EDTA均可不同程度地提高Co-Mo-P/TiO₂-γ-Al₂O₃催化剂的比表面积;适量的加入CA或EDTA可有效改善活性组分在载体上的分散状态,减弱活性组分与载体间的相互作用;加入CA可明显改进催化剂的选择性加氢脱硫性能;而加入EDTA同时提高了催化剂的脱硫活性和加氢活性,没能改善催化剂的选择性加氢脱硫性能。     

Catalytic Performance of Modified HZSM-5/Al2O3 Catalysts for Nonhydrodewaxing

The HZSM-5/Al₂O₃ molecular sieve catalyst was modified by phosphoric acid, tetraeth-oxysilane, tetrabutyl titanate, and boric acid, respectively. Properties of modified catalysts are characterized. The results show that the specific surface area declines and the acid density increases after modification of the catalysts, and the strong acid strength of Si/HZSM-5/Al₂O₃ catalyst enhanced. Modified catalysts performances are evaluated on fixed bed reactor using hydrocracking tail oil from a refinery as raw material. Results show that the Si/HZSM-5/Al₂O₃ catalyst has better catalytic dewaxing effect and stability than the other modified catalysts.