加氢处理催化剂载体研究进展 毕于勇

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:毕于勇
[导读] 随着市场需求增加,生产更多的高附加值的石油化工产品是企业生存发展的必经之路

        鲁西集团催化剂有限公司  山东聊城  252200
        摘要:随着市场需求增加,生产更多的高附加值的石油化工产品是企业生存发展的必经之路。传统的无机酸催化应用于化工领域会带来许多环保与安全问题,固体酸催化剂具有催化效率高、耐高温、较低腐蚀性能及污染小的特点,有效减少了无机酸催化作用导致的设备腐蚀、大量酸性废液处理以及催化剂回收利用等诸多问题,符合环境友好、绿色化学发展的理念。基于此,以下对加氢处理催化剂载体研究进展进行了探讨,以供参考。
        关键词:加氢处理催化剂;载体研究;进展


        引言
        随着全球性的经济发展,资源和环境问题对人们的影响越来越大.抛开贵金属本身的资源局限性问题不论,从石油化工、煤化工到环境催化剂,贵金属催化剂是整个催化行业的主力.如何在不损失催化剂性能的前提下减少贵金属的使用量,提高贵金属催化剂的使用寿命,催化剂的再生以及贵金属的回收始终是贵金属催化剂的研究前沿.而在谈到降低贵金属用量措施时,“单原子催化”是绕不过的话题.
        1催化剂装填对比
        为催化剂选择单一填充方式容易引起单一产品选择性问题,也可能造成重大的反应热损失,催化剂用量技术主要根据反应过程机理应用于裂解装置,考虑到原油中不同类型碳氢化合物相对于催化剂活动中心的反应顺序和竞争性吸附,并在不同反应区选择合适的填充剂进行填充,可刺激不同类型催化剂分布的特殊应用性能,实现 其中,第一周期充填催化剂主要是选择密集相充填方式,催化剂总用量为457吨,第二周期充填催化剂主要是常规充填,催化剂用量为426吨。其中,在第二个周期选择了四组防护剂,相关直径逐渐减小,孔隙率逐渐下降,氢活动继续扩大,这有助于孔隙系列和梯度系列之间的完美融合,并减少填充总量合理控制原油生产中的金属含量,避免反应堆压力差过快增大的现象。在精炼床层中金属除污剂的反应量减少,通常辅之以脱氮催化剂。为了减弱反应压力下降,与第二周期精炼反应器相关的床层偏差率超过了第一周期,使精炼反应器的真空量比第一周期高出1.08倍,再加上用于切割床层的精炼催化剂的总利用率为了进一步优化冷氢操作,第二周期选择裂解反应器下床层活性较低的催化剂进行粒度处理。此外,第二周期处理液的转化率高于上一周期,以进一步优化喷口反应器的氢冷却操作,确保第二周期有关喷口剂的填充量超过第一周期,相关喷口体积的空气速度为
        2加氢处理催化剂的应用
        2.1在油渣开发中的应用
        原油资源往往在冶炼过程中产生更多的残留物,其中含有碳氢化合物和碳氢化合物残留物。其中,残油是原油蒸馏后产生的固体杂质,不能用作比残油更次要的燃料。随着时代的发展,一些冶炼厂将建立特殊的油气残留开发机制,以减少残留污染的出现,提高石油天然气公司的生产效率。但是,随着油价上涨,对石油的需求氢催化剂技术在油残馀物处理和使用中的应用可以有效地消除油残馀物中的有毒和危险物质。同时,在使用过程中,氢催化剂还可以实现各催化剂的相互应力,保持原宏观分子元素在元素平衡下的高密度和结构。
        2.2在柴油中使用
        柴油在中国工业发展过程中被广泛使用,中国的环境污染也最为严重因此,减少环境污染已成为柴油精炼的优先事项。减少柴油污染物的主要方法是使用相对适当的催化剂,有效降低柴油系统的空气速度[23]。氢催化剂由于其卓越的性能,不同于许多催化剂选择,在柴油精炼中起着不可替代的作用。催化剂加氢过程中需要加热,这可以在一定程度上降低反应产物的饱和程度,以确保成功的加氢并避免对环境的影响。
        2.3石油资源开发中的应用
        在资源减少和环境污染问题加剧的同时,石油提炼的生产需要更环保地利用能源,即不仅要采取措施增加原油的使用,而且还要确保石油的生产和加工不受污染氢催化剂技术的核心是氢,因此在反应过程中采用分馏点切割法。分馏点分馏法对碳、氢、氧、硫含量要求较高。在实施过程中,拆分方法会应用元素之间的成分比例来剪切和分离试剂,从而降低试剂的饱和程度。



        3加氢处理催化剂载体研究
        3.1SiO2载体
        无定形的SiO2材料由于比表面积大、稳定性好,常被用做催化剂载体,不仅可以有效分散活性组分,而且能够提高催化剂的热稳定性。研究工作表明SiO2材料很少被作为加氢催化剂载体,这主要是归因于SiO2的相对惰性,SiO2表面羟基和氧键桥处于饱和状态而呈现中性,使得与活性组分之间存在较弱的相互作用,催化活性较低,制约了SiO2作为加氢处理载体的应用。研究学者通常采用SiO2作为研究性载体,用于对比催化剂制备方法和理化性质对催化性能的影响。
        3.2催化剂颗粒-床层双尺度研究
        多相催化反应中存在多个尺度范围内的反应和传质过程,如宏观尺度范围内的流体分布、微观尺度范围内孔道内扩散过程等,催化剂性能受到多个尺度的综合影响。因此,建立微介观、宏观的多尺度模型,对影响催化剂性能的各种过程及其相互影响进行综合研究,可以对催化剂的合理设计提供指导。近年来,越来越多的研究已经开始关注催化剂相关的多尺度协同作用。随着模拟计算技术的推广和应用,流体力学计算(简称CFD)已经成为催化剂多尺度研究的重要方法。通过建模计算,可以详细了解反应器内部及催化剂颗粒内部的传质传热情况,对于催化剂及反应器优化设计具有重要指导意义。
        3.3TiO2载体
        TiO2作为催化剂载体应用范围远小于Al2O3材料,主要由于TiO2的热稳定性较差,在高温条件下会造成比表面积急剧下降。但TiO2独特的化学和晶体结构使其作为载体具有Al2O3不具备的性能。首先,TiO2能与金属活性组分产生强相互作用,促进活性组分在载体表面的分散度,从而成为NOX脱除、CO甲烷化等催化反应的载体。另外,钼酸根与TiO2表面键合作用强,还原状态下,Mo组分以Mo-O-Ti结构稳定均匀分布在TiO2表面。催化剂表面存在更多的不饱和配位Mo活性组分,从而使Mo在TiO2载体上硫化过程比Al2O3载体容易,催化活性提高。
        3.4Cu基催化剂
        Cu基催化剂的选择性优于Ni基催化剂,尽管活性低稳定性差。采用自制SiO2和吸水溶液制造的Cu / SiO2催化剂可使Cu物种在载体上大量分散,并在研究脂肪酸的加氢反应时表现出更强的活性和选择性。采用更有效的备灾方法是提高催化剂性能的有效手段之一。使用Cu催化剂选择性植物油加氢时,化学吸附水解法制备的原位还原催化剂性能优于湿还原催化剂。为了提高Cu基催化剂的催化活性,人们经常在制备过程中添加其他元素,制备双体或多体催化剂。
        结束语
        分子筛的酸度、骨架结构性和稳定性等特性使其广泛应用于催化领域,通过调整铝硅比、合成方法、晶体环境等,提高分子筛的结构性质,减少对环境的影响。目前,分子筛研究的热点是改性改性剂,一方面将分子筛的结构特性与非晶材料结合起来,合成多级多孔结构矢量,进一步加强与活性成分的相互作用,以提高催化活性。另一方面,探索分子筛的结构和酸性特性的变化,仍然有减少成本和环境污染的探索空间,还有待研究
        参考文献:
        [1]晓欣.超活性加氢处理催化剂[J].石油石化绿色低碳,2020,5(02):78.
        [2]夏裴文,王强,张鹏军,臧树良,邓桂春,丁保宏.柴油加氢处理工艺研究进展[J].当代化工,2019,48(03):579-581+585.
        [3].加氢处理新催化剂[J].石油石化绿色低碳,2018,3(05):70.
        [4]董福华,郝彬彬.加氢催化剂预硫化技术现状分析[J].化工设计通讯,2018,44(08):53+66.
        [5]王哲,吴文玉,白英芝,王海彦.负载型NiMo加氢处理催化剂氧化物载体研究进展[J].应用化工,2016,45(06):1150-1154.

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