裂解原料脱砷催化剂及工艺技术概况

随着石油化工工业的迅速发展 ,乙烯裂解原料不断调整 ,乙烯装置要适应原料的重质化、轻质化和多样化。通常 ,裂解的原料中含有砷化物 ,砷对乙烯装置催化剂的影响很大 ,能导致钯系、镍系、铂系等催化剂产生永久性的失活。因此 ,在乙烯工业中 ,脱砷工艺被普遍采用 ,以保护Ｃ3馏份加氢催化剂以及汽油加氢催化剂不发生砷中毒。1　砷的来源及存在形式　　砷是以化合物的形式广泛存在于自然界中。在无机物中 ,砷元素主要以硫化物、氧化物砷 (Ⅲ价、Ⅴ价 )酸盐等形式存在。在石油烃中 ,砷除了以上述化合物的形式存在外 ,还以多种与烃基形成有机金属…     

煤油加氢装置催化剂失活原因分析及对策

为确定某航煤加氢装置催化剂失活原因,对卸出的催化剂进行BET、XRF分析。结果表明,催化剂失活不是催化剂结焦、孔结构坍塌导致。而是催化剂上沉积的砷含量的变化所致,与加氢评价结果和工业装置运行的结果吻合,说明催化剂失活是砷中毒所导致。为避免催化剂再次出现砷中毒,文中提出了3种解决方案。     

脱砷技术

叙述了砷化物对石油化工催化剂的危害,介绍了乙烯工业几种物料中砷的存在形式及适宜的脱砷技术和脱砷剂,论述了不同的物料及操作条件应采用不同的脱砷技术.同时介绍了北京化工研究院在脱砷方面技术的新进展.     

石油烃脱砷研究进展

随着世界石油资源不断贫化，石油烃中的砷化物含量越来越高。由于砷化物对炼油及石油化工过程中的催化剂具有严重的毒害作用，探索有效的脱砷方法，开发脱砷剂具有重要意义。本就石油烃脱砷及脱砷剂的最新发展进行了较为全面的评述，总结了近年来脱砷技术领域，特别是液态石油烃脱砷取得的最新成果。展望了石油烃脱砷技术的发展方向。     

合成异丙苯催化剂的失活与再生

对苯和丙烯烷基化反应合成异丙苯的QZ-2000烷基化失活催化剂进行了失活原因及再生条件的研究。采用X射线荧光光谱法测定催化剂中元素组成时发现,催化剂失活的原因除积碳外,还有砷化物中毒。根据催化剂积碳和毒物的性质,采用有机酸洗的处理方式脱除砷化物、焙烧的方式烧除积碳,并比较了直接焙烧、先酸洗后焙烧和先焙烧后酸洗再焙烧3种不同再生方案的效果。实验结果表明,柠檬酸的脱砷效果强于甲酸和乙酸;砷化物的脱除率随酸洗处理温度的升高和时间的延长而提高;当处理温度高于80℃、处理时间超过2h后,砷化物的脱除率变化不大;失活催化剂先用质量分数为2%的柠檬酸在80℃下处理4h再焙烧除去积碳,其脱砷率可达到27.4%。氨气程序升温脱附和反应性能评价结果表明,经先酸洗后焙烧处理的失活催化剂的强酸量有明显恢复,并在烷基化反应中表现出很高的活性。     

沉积硝酸铝结合水热处理改性分子筛HY(Al)的酸性与催化反应性能

采用沉积硝酸铝结合水热处理对HY型分子筛进行改性，用FT-IR技术研究改性后分子筛酸性质，并采用连续流动微型反应装置，对改性后分子筛负载加氢活性组分Ni-W催化剂进行正庚烷加氢转化性能评价。结果表明，采用沉积硝酸铝结合水热处理对HY型分子筛进行改性，使其B酸浓度明显降低、部分B酸强度减弱。由此制备的负载Ni-W加氢活性金属催化剂的加氢裂解活性缓和，异构产物收率高，从而显著改善Y型分子筛负载硫化态加氢活性金属催化剂的加氢功能与酸功能的平衡。     

AS—1型微库仑定砷可行性探讨

本文研究了用酸萃取样品中的有机砷化物并加热至出现ＳＯ３白烟，使有机砷化物转化为无机砷，用ＫＢＨ４溶液将砷还原为ＡｓＨ３，并引入含有复合电解液的滴定池中，氧化－还原反应结束，测量补充滴定剂所需要的电量，根据法拉第定律，求出试样中砷含量。     

裂解气脱砷催化剂及工艺研究

采用浸渍法制备以复合型的银化合物为活性组分的脱砷剂,用于裂解气及C3馏分等液态轻质烃中砷化物的脱除。考察了脱砷剂分别应用于裂解气和液态轻质烃脱砷时原料砷含量及其空速对脱砷活性的影响。在适宜的操作条件下,脱砷剂能将原料中1000～5000μg/kg的砷脱除至10μg/kg以下。脱砷剂质量容砷量大于4%(砷相对于脱砷剂的质量分数)。     

9801型脱砷剂在乙烯生产中的应用

对9801型脱砷剂在兰州石化乙烯装置中的应用情况进行了总结，结果表明，采用该脱砷剂可将C3物料中的砷杂质从35．31μg/m^3脱除到9．82μg/m^3，避免了C3加氢催化剂的砷中毒，并使其使用周期从15天左右提高到60天左右。     

提高碳三气相加氢催化剂加氢性能的措施

对燕山石化公司乙烯装置气相碳三加氢催化剂中毒失活的原因进行探讨，认为砷是Ｐｄ催化剂失活的最根本因素。采用低温空气氧化法对催化剂进行再生，效果优于传统再生方法，可延长催化剂运行周期。分析了影响催化剂加氢性能的诸因素，提出了提高碳三加氢催化剂加氢性能的措施，经济效益显著。     

菲在不同加氢催化剂上的转化

 采用孔饱和共浸渍法制备了CoMo/Al₂O₃、NiMo/Al₂O₃和 NiW/Al₂O₃加氢催化剂。采用 H₂-TPR 表征了其还原性能,并与Co/Al₂O₃、Ni/Al₂O₃、Mo/Al₂O₃和 W/Al₂O₃进行对比。在连续流动固定床加氢微反装置上,考察了菲在不同催化剂上加氢反应的转化率和选择性。结果表明,CoMo/Al₂O₃、NiMo/Al₂O₃和NiW/Al₂O₃3个催化剂中,NiMo/Al₂O₃比 CoMo/Al₂O₃容易还原,NiW/Al₂O₃最难以还原。其原因主要是由于Mo与Al₂O₃相互作用比W弱,相对更容易还原;以及 Ni 比 Co 对促进 Mo(W)还原的效果更显著。在相同的加氢反应条件下,NiMo/Al₂O₃和 NiW/Al₂O₃均比 CoMo/Al₂O₃表现出更好的菲加氢饱和性能,NiMo/Al₂O₃比 NiW/Al₂O₃具有更高的低温加氢活性。在菲转化率相当时,NiMo/Al₂O₃和 NiW/Al₂O₃表现出更高的八氢菲和全氢菲选择性,而 CoMo/Al₂O₃则表现出较高的二氢菲选择性,这主要是由于Ni 和Co 助剂对Mo(W)作用效果不同。     

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。     

MgO对Co-Mo/Al_2O_3-MgO催化剂性能的影响

采用尿素螯合剂法制备了不同MgO含量的Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂,采用N2吸附-脱附法、TPR、HRTEM等技术对催化剂进行了表征,在管式固定床反应器中以二苯并噻吩(DBT)的二甲苯溶液为模型化合物对催化剂的加氢脱硫活性进行了评价。实验结果表明,添加MgO可显著改善Co-Mo/Al2O3催化剂的结构和性能,Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂呈现出多孔径中心的特点;随MgO添加量的增加,Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂中的Co-O-Mo物相增多,硫化后易形成更多高活性Co-Mo-S物相。与Co-Mo/Al2O3和Co-Mo/Al2O3-TiO2催化剂相比,Co-Mo/Al2O3-MgO-0.8(载体中MgO的质量分数为0.8)催化剂在氢烃体积比为300时即呈现出很高的DBT脱除率(97.0%),具有低氢烃比下即可实现高加氢脱硫活性的优点。     

Ni/Al_2O_3-SiO_2催化剂对碳五馏分的加氢性能

以碳五原料为探针,考察了硫化物对Ni/Al_2O_3-SiO_2催化剂加氢稳定性的影响。利用XRD、DTA-TG和孔结构分析等手段对新鲜和使用过的催化剂进行表征,并对硫化物引起催化剂活性下降的原因和机理进行讨论。结果表明,Ni/A_2O_3-SiO_2催化剂对双烯烃和炔烃的加氢活性基本稳定,转化率为100%,但对单烯烃的加氢活性则与原料中有机硫含量的高低有关。当原料中硫质量浓度小于1.0 mg/L、控制催化剂床层温度在60℃左右时,催化剂的活性稳定性良好。在1套加氢能力为8 kt/a的生产装置上进行了碳五馏分的加氢试验,工业化运行结果表明,Ni/Al_2O_2-SiO_2催化剂具有良好的稳定性。     

渣油加氢脱硫催化剂RMS-30的开发及其工业应用

制备了孔分布集中的氧化铝载体,并以饱和浸渍法制备了CoMo/Al2O3催化剂,考察了Co/(Co+Mo)原子比和助剂对催化剂加氢脱硫活性及表面性质的影响。结果表明：当Co/(Co+Mo)原子比为0.3左右时,催化剂的加氢脱硫活性最好;催化剂中引入适量的助剂,可以提高CoMo/Al2O3催化剂的活性。在此基础上研制出具有高加氢脱硫活性的RMS-30催化剂。中型装置评价及工业应用结果表明,与上一代渣油加氢脱硫催化剂相比,RMS-30催化剂具有更好的脱硫和脱残炭性能。     

非晶态合金NiB/Al_2O_3催化对氯硝基苯液相加氢制备对氯苯胺

采用浸渍-还原法制备了非晶态NiB/Al2O3催化剂,考察非晶态NiB/Al2O3催化剂对对氯硝基苯液相加氢制备对氯苯胺的催化性能。研究了Ni负载量、反应温度、反应压力对对氯硝基苯加氢反应性能的影响。结果表明:当催化剂中Ni负载量为20%、反应温度348K、反应压力1.2 MPa时,对氯硝基苯的转化率达到100%,对氯苯胺的选择性高于97%;催化剂重复使用6次,催化活性基本不变。采用XRD、BET、DTA、SEM等方法对催化剂进行了表征,结果表明:非晶态NiB/Al2O3催化剂具有高催化活性是由于载体的引入不仅提高了催化剂的分散度,防止超细NiB聚集,而且能够提高非晶态结构的热稳定性。     

IRON COMPOUNDS AND C0-Mo/Al2O3 CATALYSTS: ACTIVITY IN DIRECT HYDROGENATION OF A SUBBITUMINOUS A COAL WITH AN H-DONOR SOLVENT

The effectiveness of different catalysts were compared in coal liquefaction experiments using a 250 ml stirred autoclave, 10 g of a Spanish Subbituminous A coal, 1 hour reaction time, 17 MPa operating pressure, 400 rpm stirring speed, at 425 and 450 °C with 2/1 and 3/1 tetralin/coal ratio. The liquefaction products were fractionated into oils, asphaltenes, preasphaltenes and solid residue using pentane, toluene and THF as extractive solvents. Three iron-oxide containing catalysts: red mud, an Fe2O3 aerosol and Cottrell ash (by-product of the aluminium industry); and three alumina supported catalysts: CMA, which is a conventional CoMo/Al2O3 catalyst, CZMA which in addition contains Zn as a second promoter, and CZMFA which has the alumina acidified with fluorine and also contains Zn, were compared. It has been reported that the addition of Zn and of F enhances the HDS, cracking, hydrocracking or hydrogenating activities of CoMo/Al2O3 catalysts in experiments with pure compounds. The objective of this study was to determine if the addition of Zn and of F has also a beneficial effect in the catalyst activities in coal liquefaction, and also to compare cheap iron containing catalysts with the more sophisticated and expensive alumina supported ones.

The results showed that 1) Catalysts effects depend on the operating conditions used, and that with tetralin, a strong H-donor solvent, they never are very pronounced. 2) The supported catalysts have higher activities in coal liquefaction than the iron ones, but there are no significant differences among the catalysts within each group. 3) Zn, which is a cheaper metal than Co, can substitute succesfully for half the amount of Co and retain the activity of the CoMo/Al2O3 catalyst in coal liquefaction. 4) The addition of F to the CoMo/Al2O3 catalyst does not show a benefecial effect     

Pt/Al2O3-TiO2催化剂制备及其对重整抽余油的加氢性能

制备了不同焙烧温度的Al2 O3 - TiO2载体,采用浸渍法得到相应的Pt/Al2 O3-TiO2催化剂,采用BET,XRD,TPR,TEM及氢氧滴定等方法对所制备的催化剂进行表征,以重整抽余油为原料进行烯烃和芳烃加氢活性评价.结果表明:用于重整抽余油加氢的Pt/Al2O-TiO2催化剂的优化制备条件为载体焙烧温度9...     

催化裂化重汽油临氢脱砷剂的研制及性能评价

以大孔γ-Al₂O₃为载体,Mo-Ni为活性组元,采用等体积浸渍法制备了催化裂化重汽油临氢脱砷剂。考察了拟薄水铝石、胶溶剂、金属活性组元类型、金属原子比对临氢脱砷剂催化性能的影响,以及脱砷剂活性和长周期稳定性。结果表明：氧化铝孔径分布对脱砷剂性能影响较大,大孔径有利于提高临氢脱砷剂脱砷活性,有机酸作为胶溶剂可显著提高载体大孔比例;适宜的Ni/(Ni+Mo)原子比有利于改善金属分散性,提高催化剂的脱砷活性和脱砷选择性;临氢脱砷剂表现出较好的长周期运行稳定性,综合性能与商品临氢脱砷剂相当。     

磷对MoCoNi/Al2O3催化剂性能及活性结构的影响

研究磷对MoCoNi/Al2O3催化剂反应性能及活性结构的影响。结果表明,添加磷的MoCoNiP/Al2O3催化剂在渣油加氢反应中具有更高的杂质脱除能力,而且催化剂加氢活性的提升改善了加氢后产品作为催化裂化原料的整体性能。DRS及TPR表征结果显示,添加磷的MoCoNiP/Al2O3催化剂活性组分的低温还原性提高,增加了八面体配位钼物种的数量,从而提高了催化剂活性。添加磷的MoCoNiP/Al2O3催化剂的孔体积和比表面积有所损失,不利于催化剂容金属能力的提升,但反应后催化剂表面的积炭量没有发生变化,说明催化剂的抗积炭性能得到了保持。