油品精制催化剂技术进展
2016-07-08方向晨杨占林王继锋郭蓉
方向晨,杨占林,王继锋,郭蓉
(中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁 抚顺 113001)
油品精制催化剂技术进展
方向晨,杨占林,王继锋,郭蓉
(中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁 抚顺 113001)
摘要:描述了工业油品精制催化剂开发过程中所应考虑的六大要素,讨论了这些要素对催化剂性能提高的影响:包括通过各种技术调节手段,如无机助剂改性、有机助剂改性、超声辅助手段等实现对催化剂的理化性质调控,如改善酸性质、比表面积、孔结构、堆积密度等;通过这些技术手段还可调变金属-载体相互作用、活性金属的分散度和硫化度、MoS2(WS2)片晶长度和叠层数等,实现对催化活性中心形貌的控制;通过原材料选取及生产过程优化,降低催化剂成本;通过催化剂形态合理设计,提高催化剂体系的活性及稳定性。介绍了在工业油品精制催化剂技术进步中一些技术调节手段的应用,给出了系列商品催化剂活性进步的历程,并指出了提高催化剂性能的一些新思路,最后介绍了一些新的材料及方法在油品精制上的应用。
关键词:油品;催化剂;加氢脱硫;加氢脱氮;活性;工业技术;新方法;新材料
第一作者及联系人:方向晨(1960—),男,教授级高级工程师,博士生导师,长期从事催化反应工程技术的研究。E-mail fangxiangchen.fshy@sinopec.com。
从BP的能源展望规划来看(图1)[1],石油在未来的几十年中仍将是能源的最主要的原料。随着原油的开采,其劣质化日趋明显,原油中硫、氮、氧、金属等杂质含量逐年升高。油品中芳烃、S、N等杂质的深度脱除以提供优质清洁燃料,是当代炼油工业的重要技术发展趋势。
图1 世界一次性能源产量
加氢处理技术是脱除油品中芳烃、S、N等杂质的有效手段,其核心是催化剂。针对加氢处理催化剂活性相的结构,人们先后提出了十余种理论模型,TOPSØE等[2]提出的Co-Mo-S模型是目前影响最为广泛的一种模型。Co-Mo-S活性相分为单层(又叫Ⅰ型Co-Mo-S)及多层(又叫Ⅱ型Co-Mo-S)。其中Ⅱ型活性相每个活性中心本征活性高。
在油品中的S、N杂质脱除过程中,噻吩类杂环化合物含量、芳环数目及取代基位置对脱硫速率影响很大,其中取代基靠近S的4、6位影响非常大,机理研究解释为空间位阻[3]。HDS反应路径可以分为直接脱硫途径和加氢脱硫途径。因C=N键能比C—N大一倍,在实际加氢脱氮反应过程中C—N键氢解前含氮原子的杂环必须先加氢饱和。加氢脱氮需要两种不同类型的反应:加氢和C—N键断裂[4],因此要求催化剂双功能特性,即加氢功能和酸性功能。
工业催化剂的研究要考虑的因素往往较学术研究复杂,为提高催化剂性能,需综合考虑各种要素的影响,本文着重介绍了各种技术调节手段[5-8]对催化剂性能的影响,总结了工业油品精制催化剂技术的新进展,并介绍了一些新的材料及方法在油品精制上的应用[9-11]。
1 工业油品精制催化剂制备技术
工业催化剂开发过程中应考虑图2中的6大要素,其中活性中心数量提升和本征活性提高是学术界和工业界都较为关心的问题,而催化剂毒物控制、催化剂形态选择、催化剂制备成本及工艺环境控制是催化剂工业应用过程中侧重考虑的问题。一个催化剂的成功工业应用,需要综合考虑以上6大要素,使催化剂适应不同的应用环境。
图2 工业催化剂设计需考虑的要素
1.1 本征活性的提高
催化剂的载体及助剂通过改变活性中心的几何性质和电子性质均能影响到催化剂的本征活性,γ-Al2O3是优良的载体,目前在工业上已广泛用于制备加氢催化剂,充当活性组分骨架。助剂与活性组分相互作用,提供部分活性中心,是催化剂酸性的主要来源。助剂可以分为无机助剂和有机助剂。其中无机助剂可调节酸度、控制孔结构,有机助剂可减弱金属与载体的相互作用,得到高活性相中心。
1.1.1 载体的影响
催化剂载体孔结构不仅对负载活性组分的分散度有重要影响,还直接影响着反应过程中的传质与扩散[12]。近年来,根据不同催化反应的要求,人们通过多种途径对氧化铝载体孔结构调变进行了研究。这些研究主要集中在前体拟薄水铝石制备、氧化铝载体成型过程及成型后处理等3个方面[13]。通过载体的焙烧温度可明显调节载体的孔性质[14-15]。
研究指出,氧化铝表面存在不同的晶面,通过HRTEM统计结果指出,(110)晶面占整个晶面的主导地位。而不同的前体拟薄水铝石干胶粉对氧化铝载体性质有很大影响。通过统计载体表面暴露的晶面比例,发现不同的干胶粉得到的氧化铝载体性能差异很大,结果见图3,催化剂的HDS活性与(110)晶面的比例呈现很好的线性关系[16]。
图3 氧化铝载体(110)晶面比例对催化剂性能的影响
除了γ-Al2O3的载体外,其他具有高比表面积并适合作为载体的新材料也被进行了试验研究,这些载体包括TiO2、ZrO2、MgO、活性炭、SiO2、分子筛等[17-22]。XU等[23]发现在NiO改性的TiO2载体表面负载的W6+能置换出部分嵌入的Ni2+,形成一种新的表面物种。孙桂大等[24]制备了不同载体(SiO2、TiO2、γ-Al2O3)负载的磷化钨催化剂,研究发现TiO2载体制备的WP催化剂具有更佳的HDS和HDN活性。KLICPERA等[25]发现用碱性载体MgO负载Co-Mo和Ni-Mo催化剂,其噻吩HDS活性比γ-Al2O3负载的对应催化剂活性高1.5~2.3倍。活性炭作为载体,与载体更弱的相互作用,更易形成II型活性相,并且由于其更低的酸性,减少积炭失活,研究指出具有更高的加氢活性[21-22]。但在反应条件下,碳载体上的活性组分快速聚集长大,并且失活后不能再生,这限制了该类载体的应用。
1.1.2 无机助剂的影响
在氧化铝负载的加氢精制催化剂中,通过各种助剂调节活性的情况很多,其中磷是最常见的助剂[26-31],其作用包括改善活性组分的分散度,调变酸性质,减弱金属与载体的相互作用,增加MoS2的叠层数等。磷酸与γ-Al2O3载体表面铝羟基的相互作用[32]见图4,磷主要是以AlPO4的形式存在于氧化铝表面。强酸量随磷含量的增加而逐渐降低;弱酸量随磷含量的增加呈现先减少后增加的趋势;中强酸量先增加而后逐渐减少。MoS2层边缘的钼位片断与AlPO4通过“Co-Mo-O-P”配位形式连接,含磷和不含磷的催化剂活性相结构之间不存在显著的差别,磷的存在只是对MoS2层的形貌进行修饰,改变了活性位的数量,减弱了反应分子吸附到活性位上的空间位阻[33]。通过磷含量的考察发现[34],随着磷含量的增加,MoS2片晶层数增多,片晶长度增加,形成较大的堆垛,有利于噻吩和喹啉等含硫和含氮化合物克服空间位阻与活性中心位的接触;但过多的磷会引发MoS2的团聚,减少催化剂表面的活性中心位数目,对脱硫和脱氮反应不利。催化剂上只有在添加适量的磷时才会具有最佳的脱硫和脱氮活性。
图4 磷与氧化铝表面的作用方式
影响催化剂性能的无机助剂还有很多[35-37],如总体上是通过减弱SMSI效应调变催化剂酸性,从而提高催化剂本征活性。
1.1.3 有机助剂的影响
在催化剂的制备过程中,加入有机配体会对催化剂的加氢活性产生很大影响,早在1986年,THOMPSON等[38]申请专利,提出在催化剂的浸渍过程中添加乙二胺四乙酸(EDTA)等螯合剂,能制备出高活性的加氢催化剂。有机助剂的作用机理有以下几方面[39]:一是有机助剂能与载体、金属作用,从而改变金属在载体表面的存在形态;二是有机助剂能够提高活性金属组分在催化剂表面上的分散,减弱活性组分(Mo、W)和助剂(Ni、Co)与载体之间的相互作用;三是在有机助剂存在的情况下,Co(Ni)的硫化温度提高,与Mo(W)同时硫化或迟于Mo(W)硫化,这样的硫化顺序可避免Co(Ni)组分形成活性低的Co(Ni)-S结构,更多地镶嵌在已硫化的MoS2(或WS2)的边、角、棱位,形成了更多的Co(Ni)-Mo(W)-S活性相结构。
常用的有机助剂有柠檬酸、尿素、乙二醇、氨三乙酸(NTA)、EDTA等[26,40-43]。对于含有有机助剂的催化剂来讲,采用干法硫化和湿法硫化对硫化后的催化剂活性中心性质影响大不一样,见图5。湿法硫化活性中心更加稳定,其原因可能归结于硫化过程中产生的焦炭对活性中心颗粒的稳定作用[44]。因此,对于含有机助剂的催化剂,工业上一般建议使用湿法硫化。
1.2 活性中心数量提升
对于提高催化剂活性中心的数量,可以从以下几方面着手:①提高催化剂的比表面积;②助剂改性,增加活性金属分散度;③在一定范围内增加活性金属含量及活性金属Ni(Co)/Mo(W)原子比。
通常载体的比表面积决定了催化剂的比表面积,比表面积的增大,能够提高活性金属的分散度,通过实验数据发现[5,36,45],550℃焙烧时,SiO2、ZrO2、MgO和TiO2改性Al2O3,改性载体稳定性好,相应催化剂的HDS活性和裂解活性均高于纯氧化铝载体。助剂改性也能明显改善活性金属的分散度。以硼为例,从IR谱图上可以看出,随着载体中硼含量的增加,高波段羟基基团峰强度变弱,可能是硼的负载优先消耗碱性羟基。
图5 Co3(CA)4.5-Co2Mo10/Al2O3催化剂气相和液相硫化时CoMoS活性相形成机理
通过有机助剂改性也能明显改善活性金属的分散效果。于光林等[46]在制备NiW系列催化剂时发现,通过加入EDTA,活性金属组分有更好的分散度,同时提高Ni和W组分的硫化度。杨占林等[47]也发现,加入有机添加剂能够明显增加表面Ni的原子浓度,MoS2片晶长度明显缩短。
加氢催化剂的加氢功能主要由活性金属组分来提供。虽然长期以来研究者发现载体的性质对加氢处理催化剂的活性有一定影响,但远不及活性金属组分的影响大,其中金属组分的种类和数量以及如何担载的方法都对催化剂的活性带来显著的影响。加氢活性组分的种类选定后,它在载体上的负载总量对加氢催化剂的活性有一定影响。研究发现,HDN活性随着活性金属总量的增加而增大,达到某一数值后,HDN活性达到最大值,如果继续提高金属总量,反而引起HDN活性下降[4]。文献[48]认为,MoO3和NiO的单层分散阈值均为0.12g/100m2γ-Al2O3,因此过多金属沉积后会引起载体孔口堵塞,造成反应物分子难以达到微孔内部活性中心,降低了催化活性。文献[49]报道,对于HDS反应,最佳金属组分组合顺序为:CoMo>NiMo>NiW>CoW,对于HDN反应:NiW≈NiMo>CoMo>CoW。活性金属之间的配比λ值{Co(Ni)/[Co(Ni)+Mo(W)]原子比}也是十分重要的。助剂Ni、Co加入到Mo、W主活性组分中形成了新的CoMo-S或NiW-S活性相,大大提高了单金属Mo-S、W-S的活性。λ最佳值与催化剂的评价条件、使用原料及催化剂的制备方法都有关系,根据加氢催化剂的基础研究结果[50-52],一般认为合适的范围在0.2~0.5。
1.3 催化剂形态的选择
催化剂形态设计合理能够提高催化剂利用效率。工业催化剂的外形通常为片状、球形、圆柱形、三叶草形等,催化剂的形状与粒度对催化剂的活性有着很大影响[53]。表1中给出催化剂几何形状和颗粒度对加氢脱硫活性的影响,能够发现Lp值(当量直径,定义为一个颗粒体积与颗粒几何表面积之比,即Lp=Vp/Sp,单位是mm。)越小,催化剂活性越高,但固定床工业催化剂尺寸不能无限小,需考虑到强度、空隙率、床层压降等问题。抚顺石油化工研究院(FRIPP)通过成型技术的开发,制备了齿球型催化剂,结合了球形催化剂易于装填与条形催化剂传质效率高的优点,减小了催化剂颗粒的Lp值,更利于发挥催化剂性能,改善装置的物流分配效果,具有高床层空隙率、降低床层压降、提高反应器容纳颗粒杂质能力等优点。
在实际生产中,操作条件通常在动力学与扩散控制的过渡区。因此催化剂设计上要考虑孔的特点[54],如图6和图7所示,尽量减少扩散对反应活性的影响。
表1 催化剂几何形状和颗粒度对加氢脱硫活性的影响
图6 载体孔径与有效扩散因子及比表面积的关系
图7 孔分布集中度与载体孔的曲折因子之间的关系
1.4 催化剂制备成本
商品催化剂成本构成主要包括催化剂制备成本、期间费用成本、技术使用费成本和税金成本等,其中催化剂制备成本主要包含原材料成本、辅助材料成本、动力消耗成本、职工薪酬成本和制造费用等几个部分。加氢催化剂成本中催化剂制备成本比例最大,而在催化剂制备成本中原材料所占比例最大。因此,优化或改进加氢催化剂原材料的选择与使用是技术方面降低成本的关键。
加氢催化剂原材料一般包括加氢金属、载体氧化铝及助剂成分。图8中给出几年来常用加氢活性金属组分原料价格变化情况,可以看出,价格有一定程度的波动。因此为了减少催化剂成本,需在保持催化剂性能的前提下降低活性金属含量,并且开发不同金属组成催化剂,应对原料市场价格变化。对于载体氧化铝,一是采用“新制备工艺”降成本:以廉价铝源为基础原材料的氧化铝制备技术,采用工业废料、副产品或低质矿料为原材料制备氧化铝材料的新技术,替换高成本、高消耗、高污染、高排放的传统工艺过程;二是“优化制备流程”降成本:采用流水化制备流程替代间断式流程,减少高能耗、高物耗制备步骤,简化制备流程;制备工艺革新,采用简化制备步骤。
图8 加氢活性金属组分原料价格变化情况
除此之外,还有潜在的成本降低:①生产过程物料回用,提高产品收率,降低物耗;②提高催化剂生产的流水化作业程度,降低能耗;③降低或消除三废排放,减少环保成本。
1.5 工艺环境控制
随着炼油技术的进步,加氢催化剂需求量的逐年增加,从20世纪七八十年代的年产几十吨,到目前的年产几万吨。生产规模的扩大,对制备过程的工艺及设备提出新的要求,催化剂的制备工艺及所使用的设备都发生了很大变化。如加氢催化剂载体制备工艺从压片成型到油中成型,直至目前的挤条成型法[55];浸渍方式从原来的过量浸渍法到目前的等体积喷浸法。这些工艺技术的改进使生产效率及产能大幅度提高。与生产规模扩大及工艺技术改进相适应,催化剂生产设备也有了很大进步,浸渍设备从原来的吊篮浸渍发展到转鼓喷浸,再到目前的转筒喷浸;干燥设备从原来的烘箱干燥发展为振动干燥,更为先进的微波干燥应用前景看好;焙烧设备加热方式从燃气加热到电加热转变,焙烧炉结构从网带炉向转炉转变,焙烧气氛更为均匀,温度控制更为精准。
有关资料显示,国外加氢催化剂生产技术水平高,生产过程连续化、设备自动化程度较高,产品收率高达99%以上。先进的催化剂制备工艺可以提高催化剂生产整体技术水平,带来巨大的经济效益和社会效益。
1.6 催化剂毒物的控制
实验室对加氢催化剂的研究,目标反应单一,原料简单,交互影响少,可以不考虑杂质、毒物的影响。而工业应用的催化剂,目标反应多元化,原料复杂,交互影响多,研究中必须考虑杂质、毒物的影响。工业加工的原料油中常含有少量的残炭、沥青质和重金属,对催化剂的稳定性有影响。对于固定床催化剂体系,原料油中携带的焦粉和机械杂质以及所含有的Fe、Ni、V等金属杂质会部分沉积在催化剂颗粒间隙中[56-58],导致反应器催化剂床层压力降增高,装置被迫停工。因此工业催化剂的开发还要考虑催化剂体系具有较强的杂质拦截能力、吸附能力、容垢能力和抗堵塞能力。随着反应的进行,工业反应器中不同的反应区域,其反应的环境往往存在非常大的区别,这些区别对催化剂性能的发挥具有显著影响,如氮化钼的加氢脱硫本征活性非常高(与硫化钼相比),但一旦反应系统中存在H2S时,氮化钼的活性和稳定性都无法满足工业应用的要求。
2 工业油品精制催化剂的进步
催化剂从实验室走向工业化,需要做到以下几点:较高的催化性能,较低的制造成本和使用成本,环境友好。这些都需要催化剂的制备技术进步来实现。
2.1 催化剂的进步
图9 国外典型精制催化剂的发展历史
图10 FRIPP加氢裂化预精制催化剂的发展
催化剂制备过程中有机络合技术的应用,使催化活性大幅度提升,延长使用周期,降低使用成本。Albemarle公司于1998年推出STARS(super type Ⅱactive reaction sites)催化剂制备技术,制备中使用了有机助剂,生产了多种与传统加氢处理催化剂相比具有更高活性的催化剂。活性的提高是由于催化剂上有大量分散良好的Ⅱ类活性中心。Ⅱ类活性相与Ⅰ类相比硫化更为完全,且所形成的MoS2结构分散度更低,因而HDS和HDN本征活性更高。NEBULA是Albemarle公司开发的另一类高活性催化剂,其活性是目前所应用的催化剂中活性最好的,但由于该催化剂的金属含量过高,导致催化剂成本成为限制其广泛应用的主要因素,目前只是在一些特殊的场合使用。除了Albemarle公司以外,世界上多数加氢催化剂公司也采用类似催化剂制备理论。图9中给出国外典型精制催化剂的发展历史[59-60]。图10中给出FRIPP加氢裂化预精制催化剂的进步情况[47,61],2009年FF-36送到英国BP公司美国芝加哥测试中心进行性能评价,被评为世界一流产品。图11中给出FRIPP柴油加氢催化剂活性的进步情况。通过适合大分子硫化物反应的载体制备技术创新、活性金属优化组合、再分散技术的突破及催化剂烷基转移性能的突破,提高催化剂在高温下4,6-DMDBT类硫化物的直接脱硫活性,增加原料适应性及高温下的稳定性,低成本实现超深度脱硫[54]。
图11 FRIPP柴油加氢催化剂活性的发展
降低催化剂制造成本还有创新的ARASS技术,表2和表3给出了其TEM结果和XPS结果,与络合技术采用的低温处理方法相反,该技术采用“优化焙烧”方式,改变活性中心的电子及几何性质,同样能形成更多的高活性相中心,尽管大幅度降低了活性金属含量,催化剂反而具有最高的脱硫活性。ARASS技术可以降低活性金属与载体相互作用,改善活性金属分布,降低反应分子空间位阻,提高直接脱硫活性。在相同评价条件下,相对HDS活性是国外参比剂的2.6倍。
表2 创新的ARASS技术TEM结果
表3 创新的ARASS技术XPS结果
2.2 提高催化剂使用性能的新思路
雅宝公司推出了STAXTM技术[62],是其开发的专有动力学模型,可以按照多个目标最佳化来设计催化剂体系。图12中给出其设计示意图。采用该体系可降低氢耗,提高催化剂的使用效果,延长使用周期。FRIPP开发的S-RASSG超深度脱硫催化剂级配技术,利用催化剂烷基转移性能的突破,低成本实现超深度脱硫。
3 油品精制催化新材料、新方法
图12 STAXTM技术催化剂体系
3.1 超声波浸渍技术
提高负载型加氢催化剂上活性金属的利用效率一直是研究者努力的方向之一,人们尝试使用多种方法来实现这一目的,如各种助剂的使用、采用新的制备方法等,而超声波由于其固有的特点,完全可以用于加氢催化剂的制备技术上来[8,63-65]。通过超声辅助浸渍手段制备催化剂,由于超声波具有的作用,能够减少孔道堵塞情况的发生,催化剂的比表面积和孔容明显高于常规浸渍催化剂,总酸含量提高,超声浸渍法制备催化剂,活性金属分散更加均匀,表面Mo、Ni原子浓度提高。超声浸渍法制备的催化剂金属粒度小且分布均匀,能够弱化活性备,在实验室容易实现,但如何使其能够进行工业化大生产是需要考虑的问题,做到不影响催化剂的组分与载体间的相互作用力,有利于提高催化剂的活性和稳定性[66]。利用超声波辅助进行催化剂的制强度和性能,在超声波的功率、设备的构造、催化剂的生产工艺等方面有很多工作要做。
3.2 纳米自组装技术
负载型的加氢催化剂由载体、活性金属和助剂组成,其中载体充当活性组分骨架,具有重要作用。如何改进载体的性能也一直是研究者积极探索的课题。如果能够提高载体的利用效率,降低内扩散阻力,催化剂的活性将会有明显的提升。
现有一些大孔氧化铝载体的扩孔方法,包括物理扩孔法和化学扩孔法,这些方法产生的大孔是墨水瓶孔道,孔道呈非连续态,无法使大分子反应物进行有效的扩散,其内部孔道是低效的。20世纪90年代,针对重油和大分子化合物,美国Mobil公司发明了一类具有高比表面积、大孔容和高孔隙率、具有笼型结构的一次纳米自组装材料——介孔分子筛[67]。王鼎聪等[68]采用熔盐超增溶纳米自组装技术,原位合成一次纳米氢氧化铝,并自组装成球状或棒状二次纳米氢氧化铝,再进一步自组装合成贯穿性多孔催化材料——大孔氧化铝,纳米自组装催化剂的脱硫、脱氮活性明显提高[69]。目前的问题是这种催化剂制备方法还只能在实验室中进行。
3.3 过渡金属氮、碳、磷化物催化剂
金属碳化物或氮化物是将主族C或N元素引入前过渡金属元素晶格而形成的一类化合物,其物理及化学性质与母体金属显著不同,如具有较高的熔点、硬度和机械强度,良好的导热导电性,但电磁性质却与金属类似,对它们的催化性能进行大量研究[10,70-72]。金属碳化物和氮化物具有如下特点:①Mo2C和Mo2N分别为六方和面心立方结构,非金属元素占据金属原子间隙位;②过渡金属碳或氮化物具有某些类似贵金属的催化性质;③显示出比工业催化剂更加优良的HDN、HDS性能。用于燃料油加氢精制的过渡金属磷化物主要包括Ni、W、Co、Mo、Fe 等的一元或二元金属磷化物,近年来成为研究热点[9,73-75]。金属碳化物或氮化物的应用还需解决的问题是其对催化剂的毒物,如H2S等过于敏感,仍无法满足实际应用的需要[76]。
3.4 结构化催化剂
传统的催化剂颗粒床层,由于内扩散阻力大、外比表面小、传热性能差、床层压降高,造成催化效率低、选择性差、温升高、能耗高等问题,而采用结构化催化剂,由于它具有高的空隙率以及单通道能够形成Talyor流,可以从反应工程上对这些问题进行解决。
规整结构催化剂及反应器在汽车尾气净化[77-80]以及化工环保方面[81-82]已得到广泛应用。用于加氢催化剂需考虑与一些新技术的结合,如纳米自组装材料的使用等。还需要在结构化载体的材料和结构设计、载体表面粗糙化预处理方法、活性金属担载方法上面做工作,工业化的进程还有很多路要走。
目前,具有结构化催化剂优点的异形催化剂开发已经取得了一些成就。如齿球型催化剂的开发[83],它具有球形催化剂易于装填与条形催化剂传质效率高的优点,更利于发挥催化剂性能,改善装置的物流分配效果,具有高床层空隙率,降低床层压降,并能提高反应器容纳颗粒杂质能力。
4 结 论
目前加氢精制技术仍为工业上油品脱硫、脱氮的主流技术。为提高催化剂的活性,人们尝试了很多新的制备技术,尤其以Albemarle公司的STARS超Ⅱ类活性中心技术和NEBULA技术为代表,使加氢催化剂的活性获得跳跃式的提高,这之后催化剂的进步进入了平台期。近年来,过渡金属磷化物、碳化物和氮化物作为加氢精制催化剂,一直是研究的热点,但此材料的耐硫性和稳定性尚需完善。为提高油品精制水平,研究者应有创新思维,开展跨学科、跨领域的研究,使用新的催化材料,探索新的制备方法,以期获得催化剂的长远进步。
参 考 文 献
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Technology progress on oil hydrofining catalysts
FANG Xiangchen,YANG Zhanlin,WANG Jifeng,GUO Rong
(SINOPEC Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals,Fushun 113001,Liaoning,China)
Abstract:Six major factors in the development process of industrial oil refining catalysts were introduced in this paper,and their influence on the catalyst performance were discussed as well as the regulations of the physicochemical properties of catalysts by means of various techniques,including using inorganic additives modification,organic additives modification,ultrasonic auxiliary means etc. to improve the acid properties,specific surface,pore structure,and bulk density etc. The interaction of the support and metal,the dispersion and curing degree of active metal,MoS2(WS2) in length and number of layers of lamellae could be adjusted through these techniques,which realized the control of the morphology of catalytic activity center. Through the selection of raw materials and the optimization of the production progress,we could reduce the catalyst cost. The activity and stability of catalyst system could also be improved by rationally designing the catalyst form. The application of some technical and regulation means in the progress of industrial oil refining catalysts was introduced,then the course of improving the commercial catalyst activity was given,and some new ideas to improve the performance of catalysts was pointed out. Finally,some new materials and methods that used in oil refinery were also mentioned.
Key words:petroleum product;catalyst;hydrodesulfurization;hydrodenitrogenation;reactivity;industrial technology;new method;new material
中图分类号:TE 624
文献标志码:A
文章编号:1000–6613(2016)06–1748–10
DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.015
收稿日期:2016-01-06;修改稿日期:2016-02-03。