本体型Ni-Mo催化剂用于萘加氢合成十氢萘

采用水热合成法制备本体型Ni-Mo,Ni-W,Ni-Mo-W催化剂,用于萘加氢合成十氢萘。采用XRD和BET方法对催化剂进行表征。考察催化剂种类、Ni与Mo摩尔比和反应条件对萘加氢性能的影响。实验结果表明,Ni-Mo催化剂的比表面积较大,金属活性位分布较均匀;与Ni-W和Ni-Mo-W催化剂相比,Ni-Mo催化剂的萘加氢活性最高且活性稳定性高;Ni-Mo催化剂的活性组分为钼酸镍铵晶相,且具有较好的孔道结构。采用Ni与Mo摩尔比为1.5的Ni-Mo催化剂,萘加氢适宜的反应条件为:200℃、4 MPa,液态空速2 h-1、氢油体积比300,在此条件下萘的转化率达99.8%,十氢萘的选择性达99.9%,十氢萘产物中反-十氢萘的含量接近90%(w)。     

加氢法生产十氢萘的工艺研究

以工业萘为原料,采用固定床加氢工艺和镍钨催化剂制备十氢萘。考察了温度、压力、空速、氢油体积比对催化活性的影响,适宜工艺条件为:反应温度280℃、压力7 MPa、体积空速1.0h-1、氢油体积比800∶1,在此条件下,萘转化率接近100%,十氢萘选择性90%。连续运行1 000h,催化剂仍具有优异的加氢活性。     

柴油超深度加氢脱硫非负载型Ni-Mo-W催化剂的研究

采用化学合成法制备了多孔金属固溶体,以此固溶体为前驱体制备了非负载型Ni-Mo-W加氢催化剂,采用XRD、TEM方法对硫化态非负载型催化剂进行表征,并以大庆低硫FCC柴油、中东高硫柴油为原料对非负载型催化剂进行深度加氢脱硫性能试验。结果表明,非负载型硫化态Ni-Mo-W催化剂中活性相形态主要为Ni3S2和MoS2/WS2,其中MoS2/WS2堆叠层数为3～8,远高于普通负载型催化剂。该非负载型Ni-Mo-W催化剂,对国内外低硫和高硫柴油加氢脱硫反应均表现出较高的活性和稳定性。     

萘、四氢萘和十氢萘的加氢或脱氢反应与催化剂的研究进展

概述了萘、四氢萘和十氢萘的加氢或脱氢反应的机理和动力学,这3种物质在临氢条件下发生的反应主要包括加氢饱和、加氢开环和积碳结焦等。详细论述了萘或四氢萘加氢催化剂(包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂两类)的制备方法及其性能:贵金属催化剂的加氢活性高,但成本高、抗中毒能力差、易失活;非贵金属催化剂的成本低、失活速率慢,但加氢性能低。同时介绍了十氢萘和四氢萘在储氢材料方面的应用,并对其发展前景进行了展望。     

劣质柴油加氢改质催化剂的制备及其应用Ⅰ.催化剂制备方法及其催化四氢萘的反应规律

以Ni-Mo-W复合氧化物为活性组分前躯物,采用干混法、湿混法和共胶法分别制得3种不同的非负载型加氢催化剂,以四氢萘为模型化合物对其选择性开环脱芳烃性能进行评价。结果表明:四氢萘的加氢开环过程是由加氢脱氢、异构化、开环作用、脱烷基及烷基转移等反应组成的复杂反应;共胶法催化剂具有较高的加氢活性,四氢萘转化率较高,并且其异构化和开环能力显著高于其它两种催化剂;湿混法催化剂具有较高的加氢选择性,四氢萘转化率较高,但其异构化和开环选择性较低;干混法催化剂作用下的四氢萘转化率、异构化选择性、开环选择性及加氢选择性均较低。采用共胶法和湿混法催化剂时四氢萘加氢开环主要遵循单分子机理,生成重组分的量较少。     

不同镍含量钨基碳化态催化剂对十氢萘加氢开环的影响

采用共浸渍法制备不同镍含量的Ni-W/ USY-Al2O3碳化态催化剂。通过N2吸附-脱附、元素分析、CO滴定、X射线衍射（XRD）、程序升温还原等技术对催化剂进行表征。以十氢萘为模型化合物考察了不同Ni含量钨基碳化态催化剂对十氢萘加氢开环反应性能的影响。结果表明，适当的镍钨原子比能够提高催化剂的金属活性位，进而提高催化剂的加氢开环性能。     

Ni/γ-Al_2O_3催化剂制备条件的优化及对萘饱和加氢反应的影响

采用浸渍法,改变镍负载量、焙烧温度和焙烧时间等条件制备了Ni/Al_2O_3系列催化剂,使用高压固定床反应器评价了优化后的Ni/Al_2O_3催化剂在萘饱和加氢反应中的性能,并进行了200 h的稳定性实验。采用XRD,H2-TPR,SEM,TG,DTA,BET等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,在镍负载量为10%(w)、焙烧温度为450℃、焙烧时间为4 h的条件下,制备的催化剂加氢性能较高,活性组分Ni O与γ-Al_2O_3载体间存在相互作用且高度分散于载体表面。实验结果表明,在反应压力为5 MPa、反应温度为260/275℃、LHSV=1 h-1、氢油体积比为300∶1的反应条件下,采用优化后的Ni/Al_2O_3催化剂,十氢萘的选择性最高可达99%以上,产物中顺式和反式十氢萘的比例可达3.0。     

体相加氢精制催化剂的硫化工艺

分别以CS_2和甲硫醚(DMS)为硫化剂对氧化态体相Ni-Mo-W加氢催化剂进行预硫化得到硫化态催化剂,通过XRD、HRTEM、XPS等方法分析了不同硫化剂对催化剂结构和性能的影响,并考察了不同硫化工艺条件对硫化态催化剂加氢脱硫性能的影响。实验结果表明,以DMS为硫化剂时,催化剂中金属硫化物的结晶度较高,MoS_2/WS_2片层堆积层数较多、长度较短,催化剂中低价态的Mo~(4+)和W~(4+)较多,催化剂的硫化效果较好;适宜的硫化条件为330℃、6 MPa、空速3 h~(-1)、氢油体积比600:1,在该条件下硫化后的催化剂在340℃、6 MPa、空速2 h~(-1)、氢油体积比600:1的反应条件下,对高硫高氮柴油的脱硫率和脱氮率均可达到99.5%以上。     

Y型沸石酸性对负载Pt催化剂催化萘加氢转化反应性能的影响

以不同酸性的HY沸石为载体,金属Pt为加氢活性组分,采用浸渍法制备了一系列的双功能Pt/HY催化剂;采用吡啶红外、TEM、H₂-TPR、XPS等手段对其进行表征;并以萘为原料,采用固定床加氢装置考察Pt/HY系列催化剂在萘加氢转化反应中的催化性能。结果表明：金属Pt分散在HY载体的外表面和孔道中,且具有相似的电子状态,金属同载体之间的相互作用相近;在反应温度250 ℃、反应压力2 MPa、质量空速1.0 h^-1的条件下,Pt负载质量分数1%的3种Pt/HY催化剂均表现出较强的催化加氢性能;酸性对制备的Pt/HY催化剂催化萘加氢反应性能没有显著影响,主要影响十氢萘的异构性能;此外,HY载体的酸性对Pt/HY催化剂的异构开环性能和稳定性也具有一定的影响;具有较多酸量的Pt/HY催化剂表现出更好的异构开环性能,且酸量越多,催化剂稳定性越差。     

四氢萘催化裂化研究进展

加氢处理油中含有一定量的环烷基单环芳烃,研究四氢萘催化裂化有利于加强对更多环数环烷基单环芳烃催化裂化的认识。综述了四氢萘催化裂化过程的反应机理,认为四氢萘主要遵循单分子裂化机理;从反应活化能、扩散、吸附等动力学角度对四氢萘裂解行为进行了解释;催化剂适宜的孔径和BrØnsted酸强度有利于四氢萘开环;随着反应温度升高、剂/油质量比增大、质量空速减小,四氢萘反应活性增强,同时氢转移反应愈发明显。适宜的催化剂孔径和Brnsted酸强度、反应温度、剂/油质量比以及质量空速有利于四氢萘裂化生成低碳烯烃。     

水热法合成Ni-Mo非负载型催化剂及催化加氢性能

采用水热反应法合成了一系列NiMo不同比例的多孔复合金属氧化物,用XRD、BET、SEM表征手段对其结构、孔性质等进行了表征,并将NiMo复合金属氧化物制备成非负载型NiMo加氢催化剂,在连续流动高压微反装置上考察了其加氢脱硫、加氢脱氮和芳烃加氢饱和反应活性。结果表明,这几种复合金属氧化物是具有钼酸镍铵晶相的物质,并且随着镍含量的增加,合成的NiMo复合金属氧化物的比表面积和孔容呈现线性增加的趋势,而孔径则表现出双介孔的特征。催化评价结果表明,当NiMo比例为1:1时,制备的非负载型催化剂具有最高的催化加氢性能,并采用“火山模型”对活性差异进行了讨论。     

高金属含量Ni-W催化剂的制备及竞争性催化反应性能

合成了一系列不同Ni、W比例的复合金属氧化物,并以此为前躯体制备高金属含量Ni-W催化剂,以萘、喹啉和二苯并噻吩为模型化合物进行了竞争性加氢脱芳烃、加氢脱氮及加氢脱硫反应研究;采用XRD、N2吸脱附、SEM、HRTEM等手段对Ni-W复合氧化物及高金属含量Ni-W催化剂进行了表征。结果表明：Ni-W复合氧化物为一系列具有NiWO4和WO3?0.75H2O晶相的介孔物质,硫化态高金属含量Ni-W催化剂中WS2的堆垛层数为2~6层,片层长度集中在3~10 nm范围内;高金属含量Ni-W催化剂作用下的喹啉及二苯并噻吩转化率均达到90%以上,但萘的转化率较低。     

氧化铝表面Ti修饰对负载金属Mo分散性能的影响

分别用扫描透射-高角环形暗场像(HAADF-STEM)和高分辨电子显微技术(HREM)表征了氧化态和硫化态Mo/Al_2O_3,Mo/6%TiO_2-Al_2O_3,Mo/12%TiO_2-Al_2O_3催化剂中MoO_3颗粒尺寸和MoS_2片晶的层数与长度,发现氧化态催化剂中MoO_3颗粒的平均尺寸从Ti修饰前的0.7nm增加到修饰后的1.0nm;硫化态催化剂中MoS_2片晶的平均层数从1.1增加到1.2,平均长度从3.0nm增加到3.2nm。并从金属-载体相互作用理论解释了其形成机理。基于以上结果,根据MoO_3颗粒和MoS_2片晶中钼原子数变化,研究了催化剂硫化过程中金属晶粒的生长演变过程。     

ME-1汽油加氢脱硫催化剂及其工业应用

采用高分辨透射电镜（TEM）对工业催化裂化汽油选择性加氢脱硫MoCo/Al2O3催化剂（参比剂）与中国石化抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的ME-1催化剂进行了硫化态催化剂的MoS2相形貌表征。结果表明：ME-1催化剂活性中心MoS2垛层数为3.0~6.0,而参比剂MoS2垛层数为5.0~10.0,表明ME-1催化剂中活性金属组分的分散度较高。重汽油加氢脱硫活性与选择性小型评价结果表明,加氢脱硫产物达到硫质量分数小于10 μg/g时,ME-1催化剂所需反应温度比参比剂低10 ℃,烯烃饱和率减少32.2%,RON损失减少1.6个单位,具有更高的加氢脱硫活性和选择性。ME-1催化剂的工业应用结果表明,将FCC汽油硫质量分数由466 μg/g降至9.7 μg/g时,RON损失1.75个单位,表明ME-1催化剂可满足生产“无硫汽油”的需要。     

Mo基/HZSM-5催化剂催化硝基苯加氢合成对氨基苯酚

制备了Mo基/HZSM-5双功能催化剂,用于催化硝基苯加氢合成对氨基苯酚(PAP)反应,考察了催化剂制备方法、Mo负载量、反应条件对其催化性能的影响。结果表明,与MoO2/HZSM-5相比,相同Mo负载量的MoS2/HZSM-5在催化合成PAP反应中表现出较高的催化活性,在w(3% MoS2/HZSM-5)=0.5%、T=155℃、p=3.5MPa、t=2 h条件下,硝基苯转化率为91.4%,PAP选择性为47.6%。MoS2/HZSM-5中掺杂第二金属Mn,可调变该催化剂的活性位,有助于提高催化合成PAP反应的PAP选择性;当Mn负载量为0.5%时,硝基苯转化率为76.5%,PAP选择性为55.8%。     

不同催化剂体系上的1-甲基萘加氢饱和反应规律

以硫化态CoMo/γ-Al2O3,NiW/γ-Al2O3,NiMo/γ-Al2O3,NiMoW/γ-Al2O3为催化剂,1-甲基萘为加氢反应的模型化合物,利用高压加氢微型反应器考察在不同类型催化剂体系上1-甲基萘的加氢饱和反应规律。结果表明：对1-甲基萘的芳烃饱和性能,Ni-Mo-W型最优,Ni-Mo型、Ni-W型次之,Co-Mo型最低;催化剂的活性越高则1-甲基萘的芳烃饱和越容易达到热力学平衡,对压力的变化越不敏感;1-甲基萘的加氢饱和优先发生在不带甲基的芳环上,产物中5-甲基四氢萘的质量分数约为1-甲基四氢萘的2倍。     

焦化汽柴油混合加氢精制组合催化剂的研究

采用成型载体浸渍法制备出了NiMoW/Al2O3-TiO2焦化汽柴油混合加氢精制催化剂和NiMo/Al2O3脱硅报护剂，并对组合催化剂进行了焦化汽柴油加氢精制工艺条件试验。结果表明，在活性组分相同的情况下，随着载体中TiO2含量的增加，催化剂的堆积密度增大，侧压强度略有降低，孔容和比表面积减少，总酸量降低。当TiO2质量分数大于5%时，出现TiO2的锐钛矿晶相峰。TiO2改性载体制备的催化剂，具有更好的加氢脱硫、加氢脱氮和加氢活性。制备的焦化汽柴油加氢脱硅保护剂具有较大的孔容和比表面积，而且孔半径较集中分布在﹥5.0nm的区域内，具有较好的容硅能力。焦化汽柴油混合加氢精制组合催化剂适宜的加氢工艺条件为：温度340℃，体积空速2.0h-1，氢油体积比500：1，压力6.7MPa。     

MoS3/Al2O3复合材料的合成及其用于制备加氢催化剂的研究

采用液相反应沉积法合成MoS3/Al2O3复合材料,考察了不同反应温度、反应物浓度、反应时间、体系pH值及不同类型分散剂对MoS3在γ Al2O3载体表面沉积量的影响,并采用MoS3/Al2O3复合材料为助剂Co的第2载体制备了CoMo硫化态加氢脱硫催化剂;采用XRF、XRD、XPS、TEM、BET等分析手段对MoS3/Al2O3复合材料及CoMo硫化态和氧化态催化剂进行了表征。结果表明,采用乙醇为分散剂,钼酸钠摩尔浓度为01~1 mol/L、在反应温度85~120℃、体系pH值1~2、反应8~24 h条件下,可以合成MoS3沉积量为628%~868%（以MoO3质量分数计）的MoS3/Al2O3复合材料;与常规氧化态催化剂相比,所制备的CoMo硫化态催化剂具有更高的加氢脱硫活性。     

硫化温度对NiO/Al2O3催化剂的裂解C9烃选择性加氢性能的影响

以工业成型Al2O3为载体，采用分步浸渍法制备NiO负载量（w）为20％的NiO/Al2O3催化剂，采用BET，XRD，XPS，TEM等方法对硫化态催化剂进行表征，以含有双环戊二烯（DCPD）和苯乙烯的甲苯-正庚烷溶液作为模型化合物，在10 mL固定床加氢反应装置上考察了硫化温度对催化剂选择性加氢性能的影响。结果表明：在280~320 ℃硫化温度范围内，随硫化温度的升高，硫化程度先增加后降低，NiO/Al2O3催化剂适宜的硫化温度为300 ℃；在300℃硫化时，硫化镍晶粒的粒径较小，分散均匀；在反应温度180 ℃、压力3.5 MPa、体积空速3.5 h-1、氢油体积比400的条件下，苯乙烯转化率达97.32％，DCPD转化率达94.78％，二氢双环戊二烯选择性达76.63％。