柴油加氢精制催化剂制备技术探析

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年第29卷4月10期上   作者: 董标
[导读] 柴油加氢精制催化剂制备技术对于柴油产品质量提升影响较大,从而间接影响相关企业的产品竞争力和可持续发展目标的实现,
        董标

        中国石油天然气股份有限公司广西石化分公司   535008

        摘要:柴油加氢精制催化剂制备技术对于柴油产品质量提升影响较大,从而间接影响相关企业的产品竞争力和可持续发展目标的实现,因此,在注重相关研究投入,通过催化剂制备质量的提升,强化柴油加氢精制效果。本文在研究中,探究柴油加氢精制工艺原理,分析柴油加氢精制催化剂制备技术,并进行柴油加氢精制催化剂制备实践,从而为相关工作开展提供有益借鉴。
        关键词:柴油加氢精制;催化剂;制备技术
        引言  柴油加氢精制过程中,有效加入催化剂能够实现加氢的目标,强化加氢效果,提升对氢的利用率,促进柴油加氢精制工作能够优质高效开展,达到国家相关规定的要求[1]。因此,应重视柴油加氢精制催化剂制备技术研究,合理进行催化剂制备,保证催化剂性能和质量满足实际需求。??
        1.柴油加氢精制工艺原理
通常情况下,采油常压装置、焦化装置、催化装置生产的柴油杂质含量较多,难以满足相关的质量要求,需要通过加氢进行精制,去除S、N、O等杂质。本次研究,采用杜邦柴油液相加氢技术,对于反应器床层液面进行有效控制,合理设置相应的温度、压力、循环比、空速等内容,使原料与氢气在反应装置之中快速发生反应,从而对原料中的S、N、O进行转化,使其形成便于去除的H2S、NH3、H20等物质以及相应的烃类物质[2]。与此同时,还可以对原料中的金属起到拦截作用,使其位于催化剂表面,或者沉淀到催化剂孔隙之中,而不稳定的组分则在氢气作用下饱和,得到符合国家标准的柴油产品。为了优质高效开展这一工作,可以加入相应的催化剂,实现一举多得的目标,因此,需要对柴油加氢精制催化剂制备技术加强研究。
        2.柴油加氢精制催化剂制备技术
(1)催化剂制备组分设计
    柴油加氢精制催化剂在构成方面主要包括活性组分、载体、助剂三部分。其中,活性组分主要是指活性金属,可以为催化剂提供活性,具体为VIB族和Ⅷ族金属氧化物或者硫化物,例如钨、钯等;载体方面,能够影响催化剂的活性组分分散度、比表面积、选择性、稳定性等情况,在加氢精制催化剂过程中,通常使用Co、W、Mo、Ni等活性组分,使用的载体为氧化铝、分子筛,效果较好[3];助剂方面,助剂种类相对较多,在柴油加氢精制催化剂制备过程中,可以在催化剂之中加入相应的酸性助剂,强化催化剂的酸性,提升其脱氮能力,例如B、F、P等助剂较为常用。总体而言,当前工业生产中柴油加氢精制催化剂中的活性金属主要为镍、钨、钴、钼等,且以硫化物的形式存在,而载体则为氧化铝或硅铝。
(2)催化剂制备性能指标要求
柴油加氢精制催化剂的性能指标主要包括活性、选择性、稳定性三个方面。

在催化剂活性方面,是指其提升反应速率的能力,对其进行测量时,保证进料和操作条件相同,以生产合规产品所需催化剂温度为依据;催化剂选择性,是指与其他反应相比的有利性情况,根据产品产量进行衡量;催化剂稳定性,是指在操作条件和进料稳定不变时,催化剂性能随着时间迁移的变化情况,根据变化率进行衡量。在进行柴油加氢精制催化剂制备时,必须考虑其性能,使其达到相关要求。
(3)催化剂制备方法选择
经过总结,当前用于柴油加氢精制催化剂制备的方法较多,主要的方法为混捏法、共沉淀法和浸渍法,每一方法各具有优缺点。其中,浸渍法优势相对较为明显,可以对催化剂的孔径的分布、加氢能效、酸性等进行调节,与此同时,对于芳香烃加氢饱和和开环等功能具有良好的匹配能力,强化催化剂的实际效果,因此,应用较为广泛。下面对其详细介绍。浸渍法在具体应用时,需要将制备完成的载体置于含有活性金属的溶液之中,使其充分浸泡,然后取出载体进行干燥、焙烧等处理,得到相应的催化剂。有关这一方法具体可以分为三类,即喷淋法、络合浸渍法和浆液浸渍法,在具体应用时,应根据需求合理选择。
3.柴油加氢精制催化剂制备技术实践应用
根据上述相关技术的介绍,进行柴油加氢精制催化剂制备技术实践应用,详细情况如下所示。
(1)材料选择
在催化剂制备过程中,材料选择如下:载体为拟薄水铝石。金属为氧化钼22.6wt/%,氧化镍5.0wt/%。
(2)制备方法
催化剂载体氧化铝制备方面:首先,精准称取一定数量的拟薄水铝石,与此同时,还要加入田菁粉3.0wt%,并将二者进行均匀混合。然后,称量质量与拟薄水铝石相等的去离子水,并在水中加入硝酸,配置成硝酸溶液。接下来,用滴管将配置好的硝酸溶液加入拟薄水铝石和田菁粉混合液之中,并保证其均匀分布。然后,在通过双螺杆挤条机进行挤条成型操作,将挤条在120℃下进行个干燥处理,时间为120分钟左右。最后,将干燥过的挤条在马弗炉中焙烧120分钟,形成氧化铝载体;催化剂制备方面,首先,以不同活性组分负载量作为依据,称量与之匹配的、一定数量的氧化钼和碱式碳酸镍,置于容量为500ml的三口烧瓶之中。然后,称取一定量的去离子水,向其中加入一定量的磷酸(85%)和添加剂,混合均匀后,滴入三口烧瓶中。接下来,对其进行加热,使其温度达到85℃,并搅拌冷回流处理240分钟,搅拌速度为300r/min。在此之后,向含有20g氧化铝载体的烧瓶中倒入浸渍液,实施旋转浸渍,时间为8h。最后,在马弗炉中对其进行低温焙烧,即可得到负载型MoO3-NiO-P2O5/Al2O3催化剂载体。
(3)性能测试
根据上述方法,对本次制备的催化剂进行性能测试,其所有性能指标皆达到国家相关要求,在活性方面高出相关标准0.5%、选择性高出1.1%、稳定性高出1.2%,由此可见,本次制备的催化剂性能良好。
4.结束语
    综上所述,柴油加氢精制属于提高柴油产品的有效手段,为了实现这一目标,加入相应的催化剂,可以起到一举多得的效果,因此,应注重柴油加氢精制催化制备技术的研究,合理进行材料选择,规范使用相关制备技术,并对催化剂性能进行检测,保证其达到相关标准,为柴油加氢精制催化剂制备工作开展提供有力支持。
参考文献
[1]王丹、周清华、温广明、郭金涛、张文成. 浸渍-抽真空-浸渍方法制备焦化汽油加氢精制催化剂[J]. 石油化工, 2020, v.49(11):29-35.
[2]杨大奎, 熊少云, 王春阳,等. 一种柴油加氢精制催化剂及其制备方法:, CN110280258A[P]. 2019.
[3]李贺, 曾贤君, 张利杰,等. 制备助剂对体相加氢精制催化剂性能的影响[J]. 工业催化, 2019, v.27;No.255(12):69-75.
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