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...     

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。     

工业装置渣油加氢失活催化剂上的金属赋存状态研究

以工业固定床渣油加氢失活催化剂（失活剂）为研究对象,依次采用正庚烷、甲苯对其进行索氏抽提,通过对失活催化剂上金属含量、形态及分布进行分析表征,发现金属沉积量沿着物流方向呈现降低趋势。通过Raman光谱、XPS分析表征发现,渣油加氢失活剂表面沥青质类物质含量很低。渣油加氢处理催化剂的活性相主要有3种：MoS2相、NiMoS相或CoMoS相。沉积的焦炭和金属使得催化剂暴露在外表面的活性相数量非常少。     

渣油加氢催化剂上金属沉积与分布研究

对运转后S-RHT渣油加氢催化剂进行了剖析。采集了S-RHT反应器不同位置运转后的催化剂样品,利用ICP,SEM等手段对金属沉积及分布进行了剖析。结果发现,渣油中几种主要的重金属,Fe主要沉积在保护剂上,Ni主要沉积在HDM催化剂上,V在HG和HDM催化剂上均有大量沉积;而这些金属在HDS和HDN催化剂上的沉积量较少;催化剂上的金属沉积量随着床层深度增加而减少;HDM催化剂上,重金属Ni和V在单一颗粒上径向分布均匀;而在HDN催化剂上,Ni在径向分布均匀,V则大量存在于外表面。     

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。     

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。     

渣油加氢转化过程结焦催化剂的表征

采用热重（TG），差热分析（DTA），扫描电镜－能谱仪（SEM－EDS），低温氮吸附，元素分析等技术对渣油加氢过程中的结焦催化剂进行了表征，结果表明，焦炭的元素组成随反应条件呈现动态变化，结焦催化剂表面焦炭沉积和孔道堵塞现象严重，比表面大量损失，孔分布向小孔范围迁移，稀释剂的加入可显著影响焦炭沉积状态和沿催化剂颗粒的径向分布，催化剂上沉积的焦炭可分为低温型和高温型两种，前者燃烧放热集中在350℃左右，后者集中在480℃左右。     

草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂失活机理的研究

通过快速老化实验研究了草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO2催化剂的失活。采用XRD、低温N2吸附、TEM及TG对失活前后催化剂进行了表征,发现催化剂失活原因为热烧结、积炭及活性组分铜的价态变化。还研究了各种失活原因之间的内在联系,并提出了较为合理的失活机理。     

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。     

含磷缓蚀剂引起工业加氢催化剂失活的原因剖析

采用X射线荧光光谱仪和扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)测定了工业加氢裂化装置的失活催化剂以及再生催化剂的杂质元素含量及其在颗粒表面和沿颗粒径向的分布情况.分析结果表明,大量磷元素在加氢精制催化剂颗粒上的沉积是造成催化剂失活的主要原因.SEM-EDS表征显示,磷元素主要分布于催化剂颗粒的外表面,不仅覆盖了催化剂...     

渣油加氢催化剂的工业应用

考察了2种进口渣油加氢催化剂(RM系列和ICR系列)在中化泉州石化有限公司330万t/a渣油加氢装置上的工业应用情况。结果表明:2种渣油加氢催化剂均具有良好的加氢活性;在原料性质和操作条件相近的条件下,与ICR系列催化剂相比,RM系列催化剂的脱硫、脱残炭性能较优,脱金属性能略差,且RM前部反应器床层压差上升速率较慢。     

沥青质在渣油加氢催化剂中的扩散行为

以甲苯为溶剂,在自制的扩散实验装置中,研究了不同初始质量分数下沥青质在渣油加氢催化剂中的扩散行为。结果表明:当沥青质初始质量分数由0.002%增加到0.030%时,随着前者的增加,沥青质聚集体的体积、单元体积分数和动力学直径增加,平移扩散系数减小,聚集效应明显,阻碍了沥青质在催化剂微孔中的扩散,有效扩散系数降低。另外,随着初始质量分数增加,沥青质聚集体的Langmuir动力学系数及其在催化剂中的饱和浓度增加,即聚集效应增强了沥青质的吸附能力。聚集效应对扩散和吸附的影响具有互补性,使扩散系数随沥青质初始质量分数增加的变化幅度减小。