二苯并噻吩在不同载体负载的氮化镍钨催化剂上的加氢脱硫性能

分别采用γ-Al2O3、SiO2、无定型硅铝粉(SiO2-Al2O3)、Y型分子筛(HY)和加入硅和硼的磷铝分子筛(SiBAPO-5)为载体,用浸渍方法制备出不同载体的负载型氮化镍钨催化剂,利用BET、NH3-TPD、XRD等方法对载体和合成的催化剂进行了表征,并利用原位TG-DTA方法分析了催化剂的氮化合成过程。以二苯并噻吩为模型化合物评价了氮化镍钨催化剂的加氢脱硫性能。结果表明,活性金属组分在载体γ-Al2O3和HY上有较好的分散性,不同载体影响催化剂的加氢脱硫活性,以HY为载体的催化剂加氢脱硫活性最高。     

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。     

钨、锰对镍-硼/碳纳米管非晶态合金催化剂性能的影响

采用超声辅助的浸渍-还原法制备了Ni-B/碳纳米管(CNTs)及经W、Mn改性的Ni-B/CNTs非晶态合金催化剂,运用ICP、XPS、TPR、H2-TPD及CO化学吸附法对其进行了表征,研究了催化剂对乙炔选择加氢性能的影响。与Ni-B/CNTs相比,添加质量分数为5%的W和5%的Mn将活性Ni比表面积从改性前的30.6m2/g提高到35.9 m2/g和37.3 m2/g。W的添加基本不影响非晶态合金中Ni的电子状态,Mn则提高了合金中Ni的富电子性。添加W对提高催化剂加氢活性效果不如Mn明显,主要是提高乙烯选择性,但添加Mn更好地促进了催化剂的还原和氢脱附性能,并具有更好的加氢活性。     

磷化钨催化剂的制备及加氢脱硫性能

采用程序升温、高纯氢气还原无定形磷钨酸盐的方法制备了活性组分为磷化钨，以产Al2O3为载体的催化剂，考察了催化剂对噻吩加氢脱硫反应的催化活性。结果表明，分别用先混合后还原法和共浸渍法制备的催化剂WP2和WP3活性组分在载体表面的分散好，其噻吩加氢脱硫率稍高于先还原后混合制备的催化剂WP1。340℃时催化剂WP1，WP2和WP3的噻吩加氢脱硫率分别为91．9％，94．2％和98．3％。吡啶对催化剂的HDS活性有较大影响。     

磷化钨催化剂抗硫性能研究

以磷酸氢二铵和偏钨酸铵为原料，采用高纯氢气程序升温还原磷钨酸盐的方法制备了非负载型WP和负载量为30％的负载型WP／γ-Al2O3催化剂。通过对噻吩加氢脱硫反应20h前后的WP催化剂进行XRD，IR，XPS表征发现，反应前后催化剂体相晶体结构没有改变，反应后催化剂表面S元素的原子摩尔分数仅为0．04％，WP催化剂具有较好的抗硫结构稳定性。通过对CS2强硫化处理和200h噻吩加氢脱硫反应前后WP／γ-Al2O3催化剂进行XRD、XPS表征和催化活性评价，考察了负载型磷化钨催化剂的抗硫性能。结果表明，WP／γ-Al2O3催化剂具有较好的抗硫性能，反应前后催化剂的XRD谱图几乎没有变化，反应后催化剂表面S元素的原子摩尔分数仅为1．36％；对WP／γ-Al2O3催化剂进行强硫化处理，并没有使催化剂活性降低，与相应的未进行强硫化处理的WP／γ-Al2O3催化剂的噻吩HDS转化率接近。说明该催化剂具有稳定的催化活性。     

加氢系列催化剂的研究与进展

石油化工科学研究院(RIPP)以RN-1低压加氢催化剂为基础开发的11个系列16种催化剂均具有独特的作用。其中RN-1催化剂已在国内18套工业装置上应用,一次使用周期已达5年之久,有效地解决了我国二次加工油品,特别是掺炼催化裂化柴油的质量变差问题。加氢脱芳烃催化剂、石蜡加氢催化剂、脱砷剂、活性支撑剂及保护剂也都在工业应用中发挥好的效果和作用。新开发的加氢脱氮、脱硫、脱芳烃等催化剂具有活性更高和适用范围宽的特点。RIPP所开发的11个系列催化剂在活性、外形、强度及稳定性等方面满足了我国炼油工业对加氢工艺的要求,采用这些催化剂的炼油化工厂获得了十分可观的经济效益。     

氮化物对Ni-Mo-W和Co-Mo型催化剂超深度加氢脱硫反应的影响

利用活性白土脱除原料中的氮化物,得到硫含量相同而氮含量不同的3种柴油原料,以Ni-Mo-W/γ-Al_2O_3和Co-Mo/γ-Al_2O_3为催化剂,利用中型固定床加氢装置考察氮化物对超深度加氢脱硫反应的影响。实验结果表明,在真实油品复杂体系中,氮化物对加氢脱硫反应存在明显的抑制作用,并且随脱硫深度的增加,氮化物的影响越明显;在原料氮含量较低的情况下,Ni-Mo-W型催化剂上加氢脱硫反应的表观活化能明显低于Co-Mo型催化剂,加氢脱硫反应的活性显著高于Co-Mo型催化剂,并且随LHSV的增加,两者相差越大。采用氮含量为6.7μg/g的原料油C时,在反应温度355℃、氢分压6.4 MPa、LHSV=6.0 h~(-1)、氢油体积比300的条件下,在Ni-Mo-W型催化剂上的产品硫含量为10.0μg/g。     

氮化物对柴油深度和超深度加氢脱硫的影响Ⅰ.氮化物含量的影响

氮化物和硫化物同时存在于柴油之中。采用硅胶脱除原料中氮化物，得到硫含量相同而氮含量不同的4种柴油原料。为了考察氮化物对加氢脱硫（HDS）的影响，在反应温度350℃、氢分压4．8MPa、液时空速2．0h^-1和氢／油体积比300的条件下，采用工业化的NiW／Al2O3催化剂在小型固定床实验装置上对该4种柴油原料进行加氢脱硫实验。结果表明，在真实油品的复杂体系中，氮化物对加氢脱硫反应有明显的抑制作用，加氢脱硫反应速率随着原料中氮含量的增加而降低。分子模拟计算结果表明，氮化物与硫化物在催化剂活性位上发生竞争吸附，氮化物的吸附能力较强，抑制了加氢脱硫反应。     

硫化过程中碱性氮化物对加氢催化剂选择性的影响

研究了加氢催化剂在硫化过程中,碱性氮化物对催化剂活性和选择性的影响,选取某炼厂重催化裂化汽油为评价原料,通过脱硫和烯烃加氢饱和评价数据考察催化剂的活性及选择性,通过XPS和TEM等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,随着碱性氮化物在硫化过程中加入量的提高,催化剂的脱硫活性下降,选择性先提高后降低;催化剂上积碳量增加,活性金属硫化度下降,活性相晶片平均长度变短,层数降低;催化剂的脱硫活性下降与活性金属硫化度下降相关;选择性先提高后降低的原因是加氢活性位的生成更易受碱性氮化物抑制,导致加氢活性先于脱硫活性迅速下降。     

石脑油高空速加氢精制RS—1催化剂的性能

开发了一种高空速石脑油加氢精制催化剂RS－1。性能评价结果表明，该催化剂具有很高的活性，能用于多种原料，在空速为8～10h(-1)时，精制油的硫、氮含量均能低于0．5μg／g。3000h寿命试验和工业应用结果表明，RS－1催化剂还具有良好的活性稳定性。     

加氢处理催化剂失活模型的建立与研究

根据青岛炼油化工有限责任公司加氢处理装置实际生产数据,建立了加氢处理催化剂RN-32V的失活模型,并对模型进行了验证。结果表明,模型计算的理论产品硫含量与实际产品硫含量的误差在允许范围内,说明所建立的催化剂失活模型可以较准确地预测催化剂的失活速率及使用寿命,对于优化装置操作,确保装置长期稳定运转有一定的指导意义。     

高活性非负载型加氢催化剂的研究

使用新型方法制备了高活性非负载型Ni-W-Mo加氢催化剂，并采用X射线粉末衍射仪（XRD）、BET吸附测试法、透射电镜（TEM）对其进行了表征和分析；以甲苯和噻吩为模型化合物，对该催化剂的加氢性能和加氢脱硫性能进行了评价。结果表明，所制备的非负载型Ni-W-Mo加氢催化剂具有较多的活性中心数以及均匀分布的活性结构，显示出比负载型催化剂更高的加氢脱芳和加氢脱硫活性。以柴油为原料在中型加氢装置上对催化剂的加氢活性进行了评价，结果表明，非负载型催化剂的加氢脱硫活性可以达到工业负载型参比剂的近7倍，加氢脱氮活性为负载型参比剂的近3倍；在较为缓和的反应条件下，采用非负载型催化剂可以生产出符合欧V排放标准的清洁柴油。     

乙二醇对Ni-W/Al2O3催化剂的加氢性能影响

以Ni、W为活性组分,Al2O3为载体,制备催化剂Ni-W/Al2O3,并采用乙二醇后处理未焙烧的催化剂Ni-W/Al2O3,得到催化剂Ni-W/Al2O3-AT。通过X射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）、紫外拉曼光谱（LRS）、透射扫描电子显微镜（TEM）、XPS等表征方法研究催化剂的物化性质。结果表明：催化剂Ni-W/Al2O3经乙二醇后处理后,改善了载体氧化铝表面的羟基基团的分布,促使W物种以八面体配位多核聚钨酸的形态存在;并有效削弱了载体与活性金属之间的强相互作用,提高了W物种的分散度与硫化度,最终使得催化剂形成更多“Ni-W-S”加氢活性相,提高了催化剂Ni-W/Al2O3-AT的加氢活性。与催化剂Ni-W/Al2O3相比,催化剂Ni-W/Al2O3-AT对舟山石化焦化轻蜡油具有更高的加氢脱硫、脱氮与芳烃饱和性能,硫质量分数可从6 850 μg/g降至10 μg/g,氮质量分数由3 720 μg/g降至12 μg/g,双环以上芳烃质量分数可从25.8%降至3.2%。     

Ni-W/P-SBA-15催化剂加氢脱芳烃研究

以P-SBA-15为载体,担载Ni、W活性组分制备了加氢脱芳烃催化剂。用XRD、BET对该催化剂进行表征。结果表明,该催化剂仍然具有二维晶相结构,较大的比表面积和孔体积及孔径。以含萘质量分数为7%的正十二烷溶液为原料对该催化剂进行了加氢脱芳烃性能研究。结果表明,在磷的负载量为2%（质量分数）时,催化剂具有最佳的脱芳烃性能。脱芳烃的最优工艺条件为：反应温度为320 ℃,压力为4.0 MPa,氢油体积比600,体积空速2.0 h-1。在此条件下,模型化合物的脱芳率可达88.4%。     

Ni-W/Si-MCM-41加氢脱硫催化剂中Ni的助剂作用

在中压固定床反应器上，以含质量分数0．2％～0．8％二苯并噻吩（DBT）的十氢萘溶液为模型化合物，考察了Ni—W／Si—MCM-41催化下的加氢脱硫反应（HDS）动力学。结果表明，HDS反应的表观活化能（EHDS）和氢解反应的表观活化能（EHYG）在Ni／W摩尔比为0．75时最小，而加氢反应的表观活化能（EHYD）则随Ni／W摩尔比的增加单调降低，表明在Ni—W／Si—MCM-41催化剂上加氢和氢解的活性中心不同。紫外／可见漫反射光谱（UV—Vis）和程序升温还原技术（TPR）表征的结果表明，Ni—W／Si—MCM-41的加氢活性中心可能与催化剂表面八面体配位的Ni物种有关，而氢解活性则与NiO-WO3混合物种的还原性能有一定对应关系。     

原位硫化热重分析用于CoMo/γ-Al2O3 系加氢催化剂表征研究

采用原位硫化热重分析技术研究了氧化铝负载的氧化态Co-Mo加氢脱硫催化剂在H2S/ H2氛围下的热重行为。通过硫化过程的增重值可计算出催化剂的相对硫化度，并与微反装置测定的催化剂加氢脱硫活性（HDS）进行了关联分析，发现催化剂相对硫化度与其HDS活性存在良好的相关性。用高分辨透射电子显微镜分析比较了微反装置硫化和热重原位硫化的硫化态Co-Mo加氢脱硫催化剂的微观形貌，结果显示，热重原位硫化的催化剂活性相微观形貌及活性相特征统计结果与微反硫化的硫化态催化剂相似。原位硫化热重分析可以作为快速筛选、评价加氢脱硫催化剂活性的工具。     

FCC汽油烃及硫化物在OTA催化剂上复合催化研究

考察了催化裂化汽油中烃及硫化物在OTA(Olefin To Aromatics)催化剂上的催化转化性能，探讨了烃化物及硫化物复合催化反应网络。在OTA催化剂上，FCC汽油中烃化物转化产物芳烃增加，苯降低，异构烷烃与正构烷烃比增加，表明主要发生了烯烃芳构化、苯烷基化、异构化和加氢饱和等反应；FCC汽油的硫化物在OTA催化剂上都较易被脱除，烷基取代噻吩加氢脱硫反应网络一方面含有直接加氢脱硫反应路线，另一方面经历歧化、异构化和裂解，然后直接加氢脱硫反应路线。     

全硅MCM-41担载的Ni-W催化剂上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩(DBT)的质量分数为0．2％～0．8％的十氢萘溶液为模型化合物，在中压固定床反应器上，研究了全硅MCM-41担载的Ni—W硫化物催化剂上的加氢脱硫反应(HDS)动力学。理论分析和实验结果都表明，常用的Langmiur—Hinshelwood方程不适用于气—液—固三相滴流床积分反应器。应用假1级平推流反应模型，分别得到了各催化剂作用下的该反应的速率常数和表观活化能。催化剂的Ni俐摩尔比(nNi／nW)为0．25、0．5、0．75和1．0时，该催化HDS反应的表观活化能分别为117．3、96．7、64．4和72．9kJ／mol。其中，nNi／nW=0．75的反应表观活化能最低。将催化剂的HDS活性与表观活化能相关联可以发现，表观活化能和催化剂活性之间有对应关系，表观活化能越低，催化剂活性越高。