Ti 掺杂对 Ni2P/SBA-15催化剂加氢脱氮催化性能的影响

收稿日期:2014‐08‐18

基金项目:辽宁省教育厅科学研究一般项目(L 2014507)资助

通讯联系人:王海彦,男,教授,博士,从事清洁燃料生产新工艺;E ‐mail :fsw hy @126.com 文章编号:1001‐8719(2015)06‐1281‐07

Ti 掺杂对Ni 2P /SBA ‐15催化剂加氢脱氮催化

性能的影响

王海彦1,2,齐振东1,鄢景森3,魏 民1

(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;2.中国石油大学,山东青岛266580);3.辽宁科技学院,辽宁本溪117004摘要:采用水热一步合成法制备了SBA ‐15和Ti ‐SBA ‐15分子筛,采用等体积浸渍法和H 2原位还原法制备了Ni 2P /SBA ‐15和Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15催化剂。采用X 射线衍射(XRD )、N 2吸附脱附(BET )、透射电镜(T EM )、能量色散X 射线光谱(EDX )等技术,研究了掺杂Ti 原子对SBA ‐15分子筛及其催化剂形貌和织构性质的影响,并以喹啉为模型化合物,采用微型固定床反应器考察了不同硅/钛摩尔比对催化剂加氢脱氮(HDN )性能的影响。结果表明,Ti 的掺杂并没有改变SBA ‐15高度有序的介孔结构,但改性后载体比表面积略有增大,孔径有所降低;Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15中Ti 以锐钛矿TiO 2和Ti 9O 17形式存在,而活性组分还原后所形成的物相为Ni 2P 。Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15催化剂的HDN 活性均高于Ni 2P /SBA ‐15催化剂,并且不同硅/钛摩尔比的催化剂呈现不同的HDN 活性,n (Si )/n (Ti )=25的Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15催化剂具有最高的HDN 活性。

关 键 词:SBA ‐15;TiO 2;磷化镍;喹啉;加氢脱氮

中图分类号:T E 624.4 文献标识码:A doi :10.3969/j .issn .1001‐8719.2015.06.005

The Effect of Ti Doping in Ni 2P /SBA ‐15Catalyst on Its Catalytic Hydrodenitrogenation Performance

WANG Haiyan 1,2,QI Zhendong 1,YAN Jingsen 3,WEI Min 1

(1.L iaonin g Shihua Universit y ,Fushun 113001,China ;2.China Universit y o f Petroleum ,Qin g dao 266580,China ;

3.L iaonin g Institute o f Science and T echnolo gy ,Benx i 117004,China )

Abstract :T he Ti ‐SBA ‐15and SBA ‐15support were synthesized by hydrothermal synthesis method ,and Ni 2P /SBA ‐15and Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15catalysts were prepared by incipient wetness impregnation and in ‐situ H 2reduction method .T he prepared samples were characterized by N 2adsorption ‐desorption ,X ‐ray diffraction (XRD ),temperature ‐p rogrammed desorption of ammonia (N H 3‐T PD ),Energy dispersive X ‐ray spectrum (EDX )and T EM to investigate the effects of Ti doping on the p roperties of morphology and texture of the prepared supports and catalysts ,and their hydrodenitrogenation (HDN )p erformances were evaluated in a continuous ‐flow fixed ‐bed reactor by using quinoline as the model compound .T he results showed that the Ti doping did not change the highly ordered mesoporous structure of SBA ‐15,after modification the surface area increased slightly ,but the pore radius decreased .T he Ti existed in the form of TiO 2and Ti 9O 17and the phase of active component after reduction was Ni 2P in Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15catalyst .T he HDN activity of Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15catalysts was higher than that of Ni 2P /SBA ‐15catalyst ,and Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15with different n (Si )/n (Ti )p resented different HDN activity ,among w hich the Ni 2P /Ti ‐SBA ‐15with 石油学报(石油加工)2015年12月 ACT A PET ROLEI SINICA (PET ROLEU M PROCESSING SECT IO N ) 第31卷第6期

含钼催化剂研究进展

含钼催化剂研究新进展 摘要含钼催化剂广泛用于多种化工生产过程,在含钼精细化学品的研究与开 发中占有重要地位。简要介绍了我国近年来一些含钼催化剂的研究进展和有关文献1前言 催化是现代十分重要的化工技术,据统计,发达国家近三分之一的国民经济总 产值来自催化技术。含钼催化剂在催化领域占有重要地位,广泛用于石油加工和化 工生产,如合成气制造、基本有机合成和精细化工产品等的的生产。因此,长期以 来国内外对含钼催化剂的创新和改进不断进行。这也引起我国钼业界的广泛关注, 逐渐成为我国钼深加工领域的一个新的发展方向。现仅就我国近年来含钼催化剂的 一些新进展作简要介绍。 2烷烃的化学加工催化剂 2.1烷烃芳构化催化剂 四烷无氧脱氢芳构化,为甲烷活化和转化的一个新的研究热点。王林胜等在1 993年首次报道一种以HZSM-5分子筛为载体的含钼催化剂使甲烷于无氧条件下高选择性地转化为苯。该催化剂是甲烷芳构化反应的典型催化剂。此后,对这种催化剂 的研究活跃。舒玉瑛等用机械混合、机械混合后焙烧、机械混合后微波处理等方法 制备这种催化剂,并考察了其对甲烷芳构化反应的催化性能。结果表明:机械混合 法、固相反应法和微波处理法制备的Mo/HZSM-5催化剂,比一般浸渍法能明显提高 芳烃的选择性和减少积碳生成;在不同制法的Mo/HZSM-5催化剂上,Mo物种落位不同,机械混合法、固相反应法和微波处理法能使Mo物种较多地落位于分子筛外表面 ,这对甲烷芳构化反应有利,并明显减少积碳的生成。 王军威等用浸渍法、机械混合法和水热法制备了Mo/HZSM-5催化剂,并考察了 钼含量和反应时间对丙烷芳构化反应的影响,深入研究了Mo物种对HZSM-5分子筛结构和酸性的作用。 最近,田丙伦等报道了对Mo/MCM-22催化剂用于甲烷无氧芳构化的研究结果。MCM-22为晶粒呈片状、含两种孔道结构的高硅沸石分子筛。同Mo/HZSM-5催化剂相比,Mo/MCM-22催化剂稳定性更好,苯产物的选择性较高 。用浸渍法制备的Mo担载量为6%的Mo/MCM-22催化剂性能最佳。此外,还研究了添加钴对Mo/MCM-22催化反应性能和催化剂积碳性质的影响。 2.2烷烃选择氧化催化剂 甲基丙烯酸(MAA)是重要的有机化工原料,当前主要用烯烃为原料生产。然而,饱和烃较烯烃来源广泛,更经济易得,故近年来由异丁烷氧化制MAA已成研究 与开发的新方向。采用一般热表面催化法由异丁烷选择氧化制取MAA主要存在的问 题是MAA选择性低,浓度反应产物(COx)高达40%。激光促进表面反应法是很有应用前景的光催化合成新技术。最近,陶跃武等分别采用在铋钼复合氧化物、钒钼复 合氧化物表面上激光促进异丁烷选择氧化制MAA,取得选择性达到90%和无COx产生的良好结果。

催化加氢总结

催化加氢学习知识总结 一、概述 催化加氢是石油馏分在氢气的存在下催化加工过程的通称。 ?炼油厂的加氢过程主要有两大类: ◆加氢处理(加氢精制) ◆加氢裂化 ?加氢精制/ 加氢处理 ◆产品精制 ◆原料预处理 ◆润滑油加氢 ◆临氢降凝 ?加氢裂化 ◆馏分油加氢裂化 ◆重(渣)油加氢裂化 ?根据其主要目的或精制深度的不同有: ◆加氢脱硫(HDS) ◆加氢脱氮(HDN) ◆加氢脱金属(HDM) 加氢精制原理流程图 1-加热炉;2-反应器;3-分离器; 4-稳定塔;5-循环压缩机 ◆加氢裂化:在较高的反应压力下,较重的原料在氢压及催化剂存在下进行裂解和加 氢反应,使之成为较轻的燃料或制取乙烯的原料。可分为: ●馏分油加氢裂化 ●渣油加氢裂化 加氢精制与加氢裂化的不同点:在于其反应条件比较缓和,因而原料中的平均分子量和分子的碳骨架结构变化很小。 二、催化加氢的意义

1、具有绿色化的化学反应,原子经济性。 催化加氢一般生成产物和水,不会生成其它副产物(副反应除外),具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流,我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。 2、产品收率高、质量好 普通的加氢反应副反应很少,因此产品的质量很高。 3、反应条件温和; 4、设备通用性 三、国内外几家主要公司的馏分油加氢裂化催化剂 四、加氢过程的主要影响因素 1 反应压力 反应压力的影响往往是通过氢分压来体现的,系统的氢分压取决于操作压力、氢油比、循环氢纯度和原料的汽化率等 ①汽油加氢精制 ?氢分压在2.5MPa~3.5PMa后,汽油加氢精制反应的深度不受热力学控制,而是取 决于反应速度和反应时间。 ?在气相条件下进行,提高反应压力使汽油的反应时间延长,压力对它的反应速度影 响很小,因此加氢精制深度提高。 ?如果压力不变,通过氢油比来提高氢分压,则精制深度下降。 ②柴油加氢精制 ?在精制条件下,可以是气相也可是气液混相。 ?处于气相时,提高反应压力使汽油的反应时间延长,因此加氢精制深度提高。 ?但在有液相存在时,提高压力将会使精制效果变差。氢通过液膜向催化剂表面扩散

加氢脱硫催化剂的研究

环境与化学工程学院 加氢脱硫催化剂的研究 1.概述 (1) 2.加氢脱硫催化剂 (1) 2.1加氢脱硫催化剂的介绍 (1) 2.2 负载型加氢脱硫催化剂的研究进展 (2) 2.2.1 负载型加氢脱硫催化剂的制备 (2) 2.2.2 助剂 (3) 2.2.3 载体 (3) 2负载型深度加氢催化剂 (4) 3.1 深度加氢改进 (4) 3.2载体的改进 (4) 结束语 (5)

加氢脱硫催化剂的研究 摘要: 介绍了加氢脱硫催化剂的现状,发展及所应用载体的种类和研究现状,以及在汽油脱硫中的运用。分析了不同载体所具有的各自的优缺点,对目前载体的各种研究进行了综述,同时也展望了未来载体的发展方向。 关键字:加氢脱硫催化剂载体 1.概述 近几年来,环保法规对车用燃料中的硫含量要求日益苛刻,并且将来有更加严格的趋势。欧洲汽、柴油标准及世界燃油规范对汽、柴油中的硫含量要求达到50×10-6甚至无硫。另一方面,石油工业面临的更大问题是一些石油输出国的重油中的杂质含量较高,而且二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)等成分较难加氢脱除,这些因素都对加氢脱硫催化剂提出了更高的要求。这意味着必须对加氢脱硫催化剂进行更广泛和更深入的研究,不断开拓新型催化剂,以满足工业生产的实际需要。但新型催化剂的研制比较困难,活性组分性能的提高空间不大,而对催化剂载体进行改性即可大大改善催化剂的活性,因此,众多的目光均集中于对加氢脱硫催化剂载体的研究。传统加氢脱硫是基于一定压力和温度下,单一组分载体进行催化加氢,使石油馏份中的硫以H2S的形式除去,单一组分载体主要集中在Al2O3、TiO2、ZrO2、活性炭和BaTiO3。 2.加氢脱硫催化剂 2.1加氢脱硫催化剂的介绍 加氢脱硫精制催化剂的活性组分一般是过渡金属元素如Mo、Co、Ni、Pt 和Pd 等及其化合物。这些金属元素都具有未充满的d电子轨道,且具有体心或面心立方晶格或六方晶格,无论是从电子特性还是几何特性上均具备作为活性组分的条件。由于这些金属元素间存在协同效应,几乎所有的加氢精制催化剂都由二元或多元活性组分组合而成。最常用的加氢精制催化剂金属组分的最佳搭配为Co-Mo、Ni-Mo、Ni-W,三组分的有Ni-W-Mo、Co-Ni-Mo等,选用哪种金属组分搭配,取决于原料的性质及要去达到的

第五章催化加氢催化剂 1催化加氢过程包括哪几个过程 包括加氢

第五章催化加氢催化剂 1.催化加氢过程包括哪几个过程? 包括加氢处理过程和加氢裂化过程。 2.加氢处理过程中发生的主要化学反应有哪些? 加氢脱硫反应、加氢脱氮反应、加氢脱氧反应和加氢脱金属反应。 3.烃类加氢反应主要涉及哪两类反应? 主要涉及两类反应,一是有氢气直接参与的化学反应,如加氢裂化和不饱和键的加氢饱和反应,此过程表现为耗氢;二是在临氢条件下的化学反应,如异构化反应,此过程表现为,虽然有氢气存在,但过程不消耗氢气,实际过程中的临氢降凝是其应用之一。 4.加氢催化剂按加氢作用分为哪几类? 按其加氢的作用分为加氢精制(处理)催化剂和加氢裂化催化剂。 5.加氢精制催化剂常用的载体是什么? 常用的活性氧化铝和硅酸铝载体。 6.加氢精制催化剂的活性组分的主要作用是什么?常用的活性组分是什么? 催化加氢的活性主要来源于加氢金属组分,金属组分主要提供加氢活性及能够加速C-N键氢解的弱酸性,由VlB族或Ⅷ族的金属。即:非贵金属组分和贵金属组分。非贵金属组分有:W、Mo、Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Ti、V、Mn等。 7.加氢精制催化剂的助剂的作用是什么?常用的助剂是什么? 改善加氢精制催化剂某一方面的性能,如活性,选择性、寿命、热稳定性或强度等,常常添加一些助剂。常用的助剂有P2O5、SiO2、B2O3、TiO2等。 8.选择加氢精制催化剂首先考虑哪些因素? 选择催化剂首先应考虑是选择活性高、选择性好、稳定性好、寿命长的催化剂。 9.柴油馏分加氢精制的目的是什么? 柴油加氢精制的目的是脱除柴油中的硫、氮等杂质,饱和烯烃和饱和芳烃,生产清洁的柴油燃料。 10.直馏煤油加氢精制的目的是什么?对直馏煤油加氢精制催化剂的要求是什么? 直馏煤油加氢精制,其目的是脱除煤油中的硫和氮,并饱和部分芳烃,改善其燃烧性能,提高油品的热稳定性,降低酸度,生产合格的喷气燃料或灯用煤油。要求催化剂具有优良加氢脱硫、脱氮活性同时具有优良的芳烃饱和性能。 11.加氢裂化的作用是什么?

加氢流程叙述

1 概述 易高环保能源研究院有限公司生物油脂及废弃油品制清洁燃料项目15 万吨/年生物油脂加氢装置以经过催化蒸馏的生物油脂为原料,经过催化加氢反应进行脱硫、脱氮、 烯烃饱和、脱氧,生产清洁石脑油和柴油组分。装置低分气及汽提塔顶气至装置外脱硫。 2 工艺原理及特点 2.1 加氢精制过程的主要反应 加氢精制采用固定床催化工艺,在适当的温度、压力下,原料油和氢气在催化剂作用下进行反应,主要目的是脱除油品中的硫、氮、氧等杂元素和金属杂质。以改善油品 的质量。对二次加工油品来说,还包括使烯烃、二烯烃饱和以提高油品的安定性,被处 理的原料的平均分子量及烃类分子的骨架结构只发生极小的变化。 1)加氢脱硫反应 脱硫反应是原料油中的硫醇、二硫化物、噻吩与氢气进行反应生成烃类和硫化氢。2)加氢脱氮反应 石油馏分中的含氮化合物主要是吡咯类和吡啶类的氮杂环化合物,也含有少量的胺类和腈类,它们经加氢脱氮后产生烃类和氨,例如: 由于吡咯和吡啶都具有芳香性,其结构相当稳定,所以此类化合物中的氮是较难脱除的。 3)加氢脱氧反应 石油中各类含氧化合物的加氢脱氧的反应主要有: 其中以呋喃的加氢脱氧最为困难。 4)加氢脱金属反应 石油中的微量金属是与硫、氮、氧等杂原子以化合或络合状态存在的,所以,在加氢脱硫脱氮、脱氧的同时,也会脱去金属。 5)不饱和烃的加氢 石油热加工产物中含有相当多的烯烃和二烯烃,其性质不稳定,借助加氢可使其双键饱和,其反应如下: 此外,在加氢精制过程中,稠环芳烃也会发生部分加氢饱和反应,但由于加氢精制的反应条件一般比较缓和,所以其转化率较低。 加氢精制的上述各类反应的反应速率一般认为是按下列顺序依次降低: 脱金属>二烯烃饱和>脱硫>脱氧>单烯烃饱和>脱氮>芳烃饱和 2.2 加氢精制反应特点

烟气脱硫脱氮技术综述

综述与专论 收稿日期:2013-05-18 基金项目:国家重点基础研究专项经费(2006CB200300),华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开放基金(200502) 作者简介:林晓芬(1981-),女,福建龙岩人,硕士研究生,研究方向为生物质炭的脱硫脱氮性能,热能工程。 烟气脱硫脱氮技术综述 林晓芬1,张军2,尹艳山2,盛昌栋2 (1.福建船政交通职业学院,福建福州350007; 2.东南大学能源与环境学院,江苏南京210096) 摘要:本文主要介绍了烟气中二氧化硫和氮氧化物的脱除技术。目前二氧化硫的脱除技术有燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种。燃烧后脱硫技术又称为烟气脱硫技术。烟气脱硫技术有湿法、干法和半干法三种,其中湿法应用最为广泛。NOx 的控制技术有选择性催化还原法、选择性非催化还原法、烟道气循环法、低NOx 燃烧器法。其中,选择性催化还原法是应用最多、技术最成熟的一种烟气脱氮方式。此外,还有SO 2和NOx 的一体化脱除技术。 关键词:SO 2;NO X ;脱硫技术;脱氮技术中图分类号:X701.3 文献标识码:A 文章编号:1006-8759(2014)01-0001-04 DISCUSSION ON TECHNIQUES OF GAS DESULFURIZATION AND DENITRATION LIN Xiao-fen 1,ZHANG Jun 2,YIN Yan-shan 2,SHENG Chang-dong 2 (1.Fujian Chuanzhen Communications College,Fuzhou Fujian,350007,China; 2.College of Energy and Environment,Southeast University,Jiangsu Nanjing,210096,China )Abstract :The Treatment techniques of gas desulfurization and denitration have been dis -cussed.The three techniques of desulfurization are before combustion desulfurization,between combustion desulfurization and after combustion desulfurization.The after combustion desul -furization is called gas desulfurization also.The three methods of gas desulfurization are wet method,dry method and half dry method.And the wet method is most widely used.The tech -niques of denitration are selective catalytic reduction,selective non -catalytic reduction,flue -gas recycle and light nitrogen burn.And the selective catalytic reduction method is most widely used.The sulfur dioxide and nitrogen oxide in the gas can be desorbed at the same time. Keyword :sulfur dioxide;nitrogen oxide;desulfurization;denitration 燃料燃烧是烟气的来源,而烟气中含有的烟尘、二氧化硫(SO 2)、氮氧化物(NO x )等有害物质是造成大气污染、酸雨问题的主要根源。2000年我国二氧化硫的排放量约为1995万t 。根据中国的 环保“十五”(2001年-2005年)计划,到2005年时,二氧化硫的排放量要在2000年水平上削减 10%,在二氧化硫排放控制区和酸雨控制区内则要削减20%。“十五”期间,我国计划投入967亿元 巨资用于二氧化硫和酸雨污染防治。据统计,我国二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的70%来自燃煤,而其中的50%左右来自火电厂。如何经济有效地去除烟气中的SO 2和NOx 已经引起世 能源环境保护 Energy Environmental Protection 第28卷第1期2014年2月 Vol.28,No.1Feb.,2014

催化裂化汽油加氢脱硫技术及工艺流程分析

催化裂化汽油加氢脱硫技术及工艺流程分析 发表时间:2019-12-30T13:27:29.667Z 来源:《科学与技术》2019年 15期作者:陈飞宇[导读] 经济与社会不断发展、进步,人们生活水平不断提升,摘要:经济与社会不断发展、进步,人们生活水平不断提升,我国机动车数量也在快速攀升,与此同时,由机动车尾气排放对环境造成的污染也越来越明显,因此对催化裂化汽油加氢脱硫技术进行研究极具现实意义。基于此,文章对汽油燃烧排放的硫化物种类及其危害进行了阐述,分析了催化加氢脱硫(HDS)反应原理,并对催化裂化汽油加氢脱硫技术及其工艺流程进行可分析,以期能够为提升汽油脱硫处 理质量提供有效参考。关键词:催化裂化;汽油;加氢脱硫;应用低硫含量是当前世界车用汽油应用发展的主要趋势之一。对于我国的车用汽油而言,其四分之三以上是催化裂化汽油,也称为FCC汽油。然而,FCC汽油具备烯烃、硫含量较高,安定性不高的缺陷,对车用汽油指标造成不良影响,此类汽车用油的污染物排放标准难以达到国际先进标准,甚至与国内最新的机动车污染物排放指标相去甚远。虽说汽油中硫化物含量值不是最高,但是其产生的危害却极大。一方面,硫化物燃烧生成物主要是SOx的形式,也是引发酸雨的主要因素,而且SOx排放过大也会刺激NO,、CO这些有毒有害气体的生产与排放。另一方面,硫化物还会使汽油燃烧时还会导致汽车尾气转化器催化剂失效,NO、SOx、CO等有害气体的排放量进一步增加,降低城市空气质量。除此之外,硫化物也会对金属设备产生一定程度腐蚀危害,影响汽油泵等相关部件的使用寿命,提高了事故概率。 一、催化加氢脱硫(HDS)反应原理分析 HDS反应原理,主要是利用在石油中加氢使得含硫化合物氢解形成相应的烃合物与H2S,进而脱去石油中的硫原子,其过程中C—S键的断裂与相应断裂物的饱和是最为基本的化学反应。例如噻吩和苯并噻吩的HDS过程通常包含了加氢与裂解两途径。通过加氢使噻吩环双键饱和接着开环脱硫形成烷烃,再通过裂解反应使开环脱硫形成丁二烯,丁二烯在氢环境中饱和。噻吩经过加氢脱硫处理后主要产生丁二烯、丁烯,丁烷、C2、C3产物则少得多。硫化物主要以非杂环与杂环两种类型存在于原油中。非杂环类硫化物以硫醇、硫醚等结构为主,具备较高的反应活性,加氢脱除较为容易。而噻吩、甲基、苯基等杂环类硫化物具备与芳烃相似的稳定结构,所以去除较为困难。 二、催化裂化汽油加氢脱硫技术工艺流程分析催化裂化汽油加氢脱硫处理,要求其过程能够最大限度地完成脱硫工作,并将汽油辛烷值损失控制在最低范围。此外,催化裂化汽油加氢脱硫处理流程还应满足一下要求:①装置要能够实现长周期运转,且单周期要和催化裂化装置检修周期相同;②装置选择应经济、适用,有效降低加氢脱硫成本;③基于确保反应质量的前提制定工艺流程;④使工艺流程和国I、国IV标准要求最大限度地保持一致;⑤采取有效技术方法提高工艺流程可行性与可衔接性;⑥确保技术在产品中的应用稳定与高质量,并具备一定灵活性。将催化裂化汽油的烯烃集中在轻馏分中,汽油中的硫则集中在重馏分中。结合烯烃与硫在催化裂化汽油中分布特点,有选择地展开预加氢反应,混氢原料油经过催化剂作用把二烯烃转化成单烯烃,如此便可避免在后续加氢脱硫反应器发生结焦问题。其中一些轻含硫物与轻疏醇会在硫醚化反应中转化为重含硫化合物,同时还催生了烯烃异构化反应使得辛烷值得到了一定程度的增加。催化裂化汽油分馏,应把预加氢催化裂化汽油划分出重汽油与轻汽油。对于重汽油处理环节借助催化剂作用脱硫与烯烃饱和反应,同时实现了将重汽油以分馏比例调和。 三、常见的FCC汽油脱硫技术现阶段,在汽油脱硫处理方面应用较为成熟,较为广泛的脱硫技术无疑是催化加氢脱硫工艺,许多发达国家的FCC汽油处理采用了这一技术。HDS技术主要分为了传统型与选择性型HDS技术。前者应用虽然能够使汽油硫含量有效减少,然而在脱硫过程中国烯烃饱和率也会大幅提升,使得汽油辛烷值出现较大损失。而后者应用的最大优势能够在满足汽油脱硫要求的同时烯烃饱和率不至于过高,辛烷值损失较少,因此具备较好的应用发展前景。现阶段应用较为成熟选择性HDS技术主要下面几种工艺: (一)SCANFining技术这一技术应用始于美国,使用的RT-225催化剂。核心工艺在于把全馏分催化轻汽油分为低硫高烯烃、硫和烯烃含量中等、高硫低烯烃3个组分的催化重汽油,进而针对性的选择合适脱硫技术生成调和油,达到92%~95%的汽油脱硫率,并且将抗爆指数损失控制在可2个单位以下。 (二)ISAL技术这一技术由美国UOP公司与委内瑞拉石油研究及技术中心联合开发,运用了常规固定床工艺,与最新型的沸石催化剂,可解决现阶段炼化企业面临的大部分共性难题,不但有效减少了汽油硫与烯烃含量,而且确保辛烷值不会减小。这一技术主要是通过调整催化剂大小、表面积、孔容孔径、酸度等对反应烃链长度进行有效控制,避免了辛烷值出现损失。ISAL技术可应用与含硫在30μg/g清洁汽油生产,并且操作周期大于2年。(三)Prime-G和Prime-G+技术该技术由法国石油研究院最先开发,关键点在于对FCC汽油选择性加氢脱硫处理时采用双催化剂工艺,脱硫率较高,甚至实现汽油硫含量小于10μg/g,并且工艺应用条件相对缓和,烯烃饱和率也比较小,不会出现芳烃饱和及裂化反应现象,有着98%以上的脱硫率,耗氢较少且辛烷值损失低。(四)OCTGAIN技术该技术由Mobil公司开发,具备较高的FCC汽油脱硫处理效率,并且产物辛烷值的可控性较高。在脱硫方面采用了固定床催化工艺,脱硫率大于95%,然而会发生5%~10%的汽油损失率。(五)CDTECH技术这一脱硫工艺应用了两个催化蒸馏塔,采用两段式反应。第一阶段是在催化蒸馏加氢脱己烷塔中的反应,在催化剂作用下,轻汽油馏分中二烯烃与硫醇发生反应,得到高沸点产物进入重馏分,从塔顶形成的C5、C6馏分中硫醇含量控制在1μg/g以下,并对剩余的二烯烃进行选择加氢。第二阶段应用CDHDS技术,将催化汽油中C7以上组分的硫去掉,总脱硫率达高于95%,辛烷值损失可控制在1.0以下。(六)RIDOS技术

固体酸催化剂的发展及应用文献综述

工业催化文献综述 固体酸催化剂的发展及应用 专业:化学工程与工艺 班级: 学生学号: 学生姓名: 完成时间: 1

一、引言 催化剂(catalyst):是一种能够改变化学反应速度,而它本身又不参与最终产物的物质。:随着环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格,,液体催化剂已完全满足不了化工产品的发展要求,然而新型固体酸催化剂却弥补了当前的一些不足,固体酸催化剂已成为催化化学的一个研究热点。与液体酸催化剂相比,固体酸催化反应具有明显的优势,固体酸催化在工艺上容易实现连续生产,不存在产物与催化剂的分离及对设备的腐蚀等问题。并且固体酸催化剂的活性高,可在高温下反应,能大大提高生产效率。还可扩大酸催化剂的应用领域,易于与其他单元过程耦合形成集成过程,节约能源和资源。关键词:固体酸催化剂 摘要:通过固体孙催化剂在有机合成反应中的应用,说明固体酸催化剂的优越性,介绍了固体酸催化剂技术应用的进展,指出了固体酸催化剂应用存在的主要问题 1固体酸催化剂的定义及分类 1.1定义 一般而言,固体酸可理解为凡能碱性指示剂改变颜色的固体,或是凡能化学吸附碱性物质的固体。按照布朗斯泰德和路易斯的定义,则固体酸是具有给出质子或接受电子对能力的固体。 固体酸是催化剂中的一类重要催化剂,催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位,称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物,其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应,种类很多。此外,还有润载型固体酸催化剂,是将液体酸附载于固体载体上而形成的,如固体磷酸催化剂。 1.2固体酸的分类 (1)固载化液体酸HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3PO4/硅藻土 (2)氧化物简单Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5 复合Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3 (3)硫化物CdS ZnS 2 (4)金属磷酸盐AlPO4,BPO 硫酸盐Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3,CuSO4

上海石化-汽油选择性加氢脱硫工艺(RSDS-Ⅱ)的应用

汽油选择性加氢脱硫工艺(RSDS-Ⅱ)的应用 屈建新 (中国石化上海石油化工股份有限公司上海 200540) 摘要:第二代催化裂化汽油选择性加氢脱硫技术(简称RSDS-Ⅱ技术)在上海石油化工股份有限公司进行了工业应用。标定结果表明,RSDS-II技术具有非常好的脱硫选择性,在深度脱硫条件下 辛烷值损失小,完全可以满足生产欧IV/沪IV(S<50μg/g)清洁汽油的需要。本文还就生产中遇 到的问题进行了探讨,并制定了相应的措施。 关键词:催化裂化汽油加氢脱硫应用 1 引言 为了降低汽车尾气排放以保护环境和人类健康,世界各国的车用汽油质量标准越来越严格,其中硫含量和烯烃含量降幅最大。 汽油质量标准的不断升级,使炼油企业的汽油生产技术和工艺面临着越来越严峻的挑战。上海石化的成品汽油中催化裂化汽油占60%以上,重整汽油约占10%,加氢裂化汽油约占13%,其他为汽油高辛烷值调和组分如甲苯、二甲苯、甲基叔丁基醚等,有时还调和少量直馏汽油。上海石化催化裂化稳定汽油的烯烃含量在40v%~50v%、硫含量400~500μg/g,而其他的汽油调和组分中的硫和烯烃含量均很低。由于上海石化所产的催化裂化汽油中部分烯烃被抽提出来作为化工用料,调和汽油中的烯烃含量能够满足要求,因此,上海石化汽油质量升级的关键是降低催化裂化汽油中的硫含量。 2003年上海石化采用石油化工科学研究院(RIPP)开发的第一代催化裂化汽油选择性加氢脱硫(RSDS-Ⅰ)技术进行FCC汽油脱硫。标定结果表明,在催化裂化汽油烯烃体积分数约50%的情况下,RSDS汽油产品脱硫率为79.7%时(生产硫含量小于150μg/g的汽油为目的),RON损失0.9个单位;RSDS汽油产品脱硫率为91.8%时(生产硫含量小于50μg/g的汽油为目的),RON损失1.9个单位[1]。该工艺为上海石化满足2005年后汽油硫含量小于150μg/g的标准提供了技术保证。 2010年世博会在上海举行,上海市提出绿色世博的理念,要求车用汽油的硫含量在2010年前达到50μg/g以下。这意味着,上海石化的FCC汽油的脱硫率要达到90%以上,如果继续采用RSDS-Ⅰ技术,虽然可以达到目的,但汽油辛烷值的损失也要达到1.9个单位,经济效益受到很大的影响。因此,上海石化应用新的FCC汽油选择性加氢脱硫技术(RSDS-Ⅱ),达到了深度脱硫,同时降低辛烷值损失的目的。 2 工艺流程和催化剂 上海石化50万吨/年RSDS-Ⅱ装置的原则流程见图1。来自催化裂化汽油稳定塔塔底的催化裂化汽油(以下简称FCC汽油原料)在分馏塔中被切割为轻馏分(LCN)和重馏分(HCN),轻馏分进入汽油脱硫醇装置进行碱抽提脱硫醇,重馏分进入加氢单元进行选择性加氢脱硫,然后抽提硫醇后的轻馏分和加氢后的重馏分再混合进入固定床氧化脱硫醇装置,产品称为RSDS-Ⅱ汽油。RSDS-Ⅱ装置加氢反应部分采用石科院开发的RSDS-21、RSDS-22催化剂(主催化剂)。与RSDS-I比较,RSDS-Ⅱ在脱硫反应器前增加选择性脱二烯烃反应器(内装RGO-2

催化剂LNEH用于催化裂化轻汽油选择性加氢脱二烯烃的中试研究_孙世林

第28卷 第1期2010年1月 石化技术与应用 Petr oche m ical Technol ogy&App licati on  Vol128 No11 Jan.2010 研究与开发(31~33) 催化剂L NEH用于催化裂化轻汽油选择性 加氢脱二烯烃的中试研究 孙世林,张松显,任海鸥,王洛飞,李金阳,薛英芝,樊英杰 (中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060) 摘要:在中试装置上对催化剂LNEH-1进行了醚化原料催化裂化轻汽油选择性加氢脱除二烯烃的应用研究,考察了该催化剂的加氢性能、异构化能力及稳定性。结果表明,在进料空速为2h-1,反应器入口温度为50℃,氢油体积比为15,反应压力为1.5M Pa的操作条件下,产物中单烯和二烯烃含量明显下降,单烯减小量在4个百分点以下,二烯烃质量分数低于0.02%,3-甲基-1-丁烯异构化率大于70%,叔碳烯烃含量增加。经过1500h稳定性试验,产物中的二烯烃质量分数小于0.010%,单烯加氢率小于4个百分点。 关键词:催化剂;选择性加氢;催化裂化轻汽油;单烯;二烯烃;异构化 中图分类号:TE624.41 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2010)01-0031-03 将催化裂化(FCC)轻汽油中的叔碳烯烃与甲醇通过醚化反应生成低蒸汽压和高辛烷值的醚类化合物,不但能降低汽油烯烃含量,而且可以提高辛烷值[1]。但是FCC轻汽油中含有少量的二烯烃,其在酸性条件下极易发生齐聚反应生成胶质被吸附在催化剂上,从而堵塞催化剂孔道,造成催化剂失活,因此在醚化前需将原料中的二烯烃质量分数降至0.02%以下,以延长其寿命[2]。本工作采用中国石油大学(北京)研制的LN EH-1选择性加氢催化剂,以4家炼厂的FCC轻汽油为原料,分别在中试装置上进行了选择性加氢脱除二烯烃的研究,考察了该催化剂的加氢性能、异构化能力及稳定性。 1 实验部分① 1.1 原料及催化剂主要性质 原料汽油,由4家炼厂提供,分别记为A,B, C,D,其主要性质见表1。催化剂,中国石油大学开发的LNEH-1选择性加氢催化剂,其物性见表2。 表1 FCC轻汽油的性质 项目A B C D 20℃密度/(g?cm-3)0.71730.72300.70200.7116 w(烷烃)/%36.2334.7130.0432.62 w(环烷烃)/%8.588.3415.268.18 w(烯烃)/%30.1027.8735.0237.47 w(环烯烃)/% 3.348.928.61 4.75 w(芳烃)/%21.7520.1611.0716.98 表2 L NEH-1催化剂的性质 项目数据项目数据直径/mm2~3压碎强度/(N?mm-1)≥39外观球型磨损率/%≤0.4孔容/(mL?g-1)0.37~0.41载体A l2O3比表面积/(m2?g-1)120~130w(N i)/%12~17堆积密度/(g?mL-1)0.7 1.2 实验装置及主要操作条件 催化轻汽油切割在多功能精馏塔中进行,内装θ环填料,填料层高为4m,塔内径为50mm,进料量为5L/h,操作条件见表3。选择性加氢实 ①收稿日期:2009-07-27;修回日期:2009-07-30 作者简介:孙世林(1977—),男,山东东阿人,硕士研究生,工程师。已发表论文4篇。

华北石化分公司-CDOS FCC汽油选择加氢脱硫技术的首次工业…

CDOS FCC汽油选择加氢脱硫技术 在华北石化的首次工业应用 南晓钟杨向党 陶磊 周建辉 刘平延 (中国石油华北石化分公司河北任丘 062552) 摘要:介绍了CDOS技术在华北石化分公司汽油加氢脱硫装置上开工情况及运行结果。工业应用标定结果表明,采用CDOS技术可将FCC汽油硫含量由541~600μg/g降至41~49μg/g及硫醇硫含量降至不大于10μg/g,RON损失1.0~1.4个单位,CDOS技术可为炼油厂生产硫含量小于50μg/g 的清洁汽油提供经济、灵活的技术方案。 关键词:FCC汽油加氢脱硫辛烷值 CDOS技术 随着环保法规的日趋严格,生产低硫清洁燃料已成为各炼油厂迫切解决的问题。2008年1月1日起,北京市强制执行汽油硫含量指标不大于50μg/g的京DB11/238-2007标准,即实施车用汽油使用京Ⅳ标准的清洁汽油。中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司(简称华北石化)为了解决汽油质量升级问题,生产北京市场需求的京Ⅳ标准汽油,将原来1#半再生重整预加氢装置改造为催化汽油选择加氢脱硫装置(简称汽油脱硫装置),采用北京海顺德钛催化剂有限公司(简称海顺德)开发的FCC汽油选择加氢脱硫技术(简称CDOS技术)对催化裂化装置生产出的FCC汽油进行选择加氢脱硫加工处理,生产出硫含量小于50μg/g的低硫汽油产品。 2009年8月,CDOS技术首次在华北石化装置上工业应用,生产出汽油硫含量不大于50μg/g,硫醇硫含量不大于10μg/g的合格产品,辛烷值RON损失1.0~1.4个单位,实现了CDOS技术在工业装置上的成功应用。 1 装置概况 CDOS技术特点是工艺简单、操作条件缓和,可适应不同宽度馏分FCC汽油原料的加氢处理,甚至全馏分FCC汽油的加氢处理。CDOS选择加氢脱硫装置可利用旧加氢装置改造,可节省投资。 华北石化FCC汽油加氢脱硫装置是利用原来1#半再生重整预加氢装置改造而成的。反应器利用重整预加氢反应器及脱氯反应器,两反应器之间注入冷氢来调节反应温度,并新增一套循环氢胺洗脱硫化氢系统。 华北石化共有两套催化裂化装置(简称二催和三催)。来自二催和三催的FCC汽油(简称FRCN)首先进行选择加氢脱双烯烃,然后分馏切割为FCC轻汽油(简称LCN)和FCC重汽油(简称HCN);HCN则进入CDOS选择加氢脱硫装置,通过HDOS-200选择性加氢脱硫催化剂的作用,在降低汽油硫含量的同时,减少烯烃的饱和,而使汽油辛烷值损失最小化,加氢脱硫后的低硫HCN去汽油调合灌区;碱洗后LCN醚化后去汽油调合罐区。 CDOS HCN加氢脱硫工艺的流程图见图1。 2 催化剂的性质和装填量

催化加氢还原芳香硝基化合物制备芳胺的技术进展

58 精细石油化工 SPECIALITYPETROCHEMICALS 第23卷第4期 2006年7月 催化加氢还原芳香硝基化合物 制备芳胺的技术进展 徐善利陈宏博李树德 (大连理工大学化工学院,辽宁大连116024) 摘要:综述了催化加氢还原芳香硝基化合物制备芳胺及其衍生物的近况,讨论了影响催化加氢反应的主要因 素和工艺条件,并展望了催化加氢法制备芳胺工艺的应用前景和发展方向。 关键词:催化加氢香硝基化合物芳胺 中图分类号:TQ246.3文献标识码:A 芳胺及其衍生物广泛应用于化工、医药、染 料、农药等领域,绝大多数的芳胺及其衍生物系列产物都是由相应的芳香硝基化合物还原而来的。芳香硝基化合物还原为芳胺的方法主要有经典化学还原法、电解还原法、CO/H:O体系还原法和催化加氢还原法。经典化学还原法主要包括铁粉法、甲醛法、硫化碱法、水合肼法等。这些方法工艺流程长,三废多,对环境污染大,代之以清洁生产工艺势在必行;电解还原法由于设备投资较大,能耗相对较高,工业生产还存在一定的技术难题;Co/H。o还原体系对催化剂要求较高,存在贵金属催化剂回收问题,且反应大多需高温高压,目前还多处在实验室研究阶段[1],但是该法具有设备通用性好、反应易控制、原料来源容易等优点,是催化加氢法的一个良好补充[21;催化加氢法具有产品质量好、三废少、后处理容易以及反应选择性可控制等优点使其在工业生产上具有较好的应用前景,是目前实验研究和技术开发的重要领域。 1催化加氢还原法 芳香硝基化合物催化加氢还原按反应物料的状态可分为气相催化加氢法和液相催化加氢法。气相催化加氢法是以气态反应物进行的催化加氢还原,实际上为气固反应,此法仅适用于沸点较低,容易气化或在蒸发温度下,仍能保持稳定状态的芳香硝基化合物的还原。硝基苯制苯胺是气相催化加氢的典型实例。液相催化加氢法是在液相介质中进行的加氢还原。一般采用固体催化剂,实质上为气一液一固三相反应。如果催化剂溶于反应体系相则为气、液两相反应,称之为均相催化,是目前研究的热点之一。由二硝基甲苯催化加氢制备二氨基甲苯是液相催化加氢的典型实例[3]。 以下针对催化加氢法还原芳香硝基化合物制备芳胺的主要影响因素(催化剂性能和反应条件)作进一步的论述。 1.1催化剂 在催化加氢还原反应中,催化剂的性能是影响反应的主要因素,其对反应的温度、压力、反应活性、反应的选择性、产物质量和收率有着显著的影响。 用于催化加氢反应的催化剂主要为过渡金属,可分为贵金属系和一般金属系。贵金属以铂、钯为主,此外还有铑、锇、钌等,其特点是催化活性高,反应条件温和,适用于中性或酸性反应,虽然铂的活性最好,但其价格相对较高,限制了它的应用。钯的活性介于铂和镍之间,其中以Pd/C催化剂较常用,价格较便宜。金属铑催化剂在氯代硝基芳烃的催化加氢过程中可使脱氯现象大为减少[4],但铑可使苯环加氢。近年来,铑以其良好的选择性而再次引起人们的关注。一般金属系以镍为主,其次是铜、钼、钴、铁等。 常用的催化剂可以是金属单质的粉末,如铂黑、钯黑等,可直接以金属氧化物还原制得;或者是骨架型,如Raney-Ni。为了使活性金属能和原料充 收稿日期:2006一03一09;修改稿收到日期:2006一06—19。 作者简介:徐善利(1980一),男,硕士,从事染料中闻体合成的研究。

催化加氢过程中催化剂的选择

催化加氢过程中催化剂的选择 从事催化的各位虫友,经常会面临催化剂种类的选择,先将我用过的催化剂的优缺点和大家分享,有不足的和错误的,请大家补充和指正。 催化剂定义:又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。 从用途上分,可以分成加氢催化剂、氧化催化剂和异构化催化剂等。加氢镍催化剂又分为:1.骨架镍催化剂(镍-铝合金粉);2.负载碳酸镍与碳酸铜催化剂;3.负载型镍催化剂。 我们常用到的催化剂有钯碳、雷尼镍、德国6504K、C207(铜类)催化剂、KT-02镍催化剂等。先将各催化剂的优缺点陈列如下,给各位从事催化加氢的虫友做个参考。 (1)从价格上分析:钯碳最贵,价格为450万元/吨左右;雷尼镍价格为20万元/吨左右;6504K催化剂为30万元/吨;C207催化剂价格不详,但因其主要催化成份为铜,估计是这里面最便宜的;KT-02型镍催化剂价格在35万元左右。 (2)从活性上分析:钯碳>KT-02>雷尼镍>6504K>C207。 (3)从催化反应温度分析:钯碳反应温度很低,在常温下也可以催化反应;KT-02镍催化剂在40左右就可以进行催化;雷尼镍催化反应温度稍高,60度左右;6504K催化反应温度在80度左右;C207催化反应温度一般不低于150度。 (4)从使用安全按角度分析:KT-02型镍催化剂150摄氏度下空气中不自燃;6504K 也可以在空气中120摄氏度下保存;钯碳常温下暴露在空气中容易自燃;雷尼镍暴露在空气中容易着火。 (5)从催化反应的选择性上分析:钯碳活性太高,在多基团的时候选择性低,生成副产物;KT-02型镍催化剂选择性很好;雷尼镍加氢选择性比钯碳要好,但是比KT-02稍差;C207选择性很好。 (6)从转化率分析:钯碳>KT-02>雷尼镍>6504K>C207。 (7)从使用方便角度分析:KT-02和6504K在使用前都不需要活化,直接投入反应体系即可进行催化;钯碳不需要催化,但是必须密封隔绝空气保存;雷尼镍和C207使用前必须先进行活化,用碱处理溶去铝方可投入反应进行催化,而且雷尼镍在保存时也必须隔绝空气。 (8)从与产物进行分离来分析:催化加氢完毕后,必须将产物与催化剂进行分离,从分离难易程度来看:KT-02>雷尼镍>6504K>钯碳,C207一般用于固定床加氢,分离不存在太大的问题。 (9)从重复使用次数来看:KT-02>雷尼镍>6504K>钯碳>C207。这里综合考虑反应过程中的失活及后分离过程中的损失。KT-02重复使用次数不少于100次;雷尼镍重复使用次数在70次左右;6504K重复使用次数为30-35次;C207在固定床上使用;一般用一段时间后重新换新催化剂;具体使用次数不好估计,钯碳一般在使用后需要进行活化。 (10)催化剂形式:钯碳、KT-02、6504K、C207为负载型催化剂,雷尼镍为镍铝合金。 以上主要是对各催化剂的特性进行比较,如有不合适的地方,请多指点。各位虫友可以根据自己所要加氢的原料及产物特点,选择合适的催化剂。

离子液体脱氮

综述 1.1.油品中的氮化物 1.1.1.油品中氮化物 石油产品中含有苯胺类、吡啶类、吲哚类等非理想的氮化物组分。这些氮化物在石油中的质量含量通常在0.02%~0.8%内波动,我国原油的含氮量偏高, 通常在0.1%~0.5%。其中大庆原油含氮量较低, 而孤岛原油较高。近年来随着大批新油田的开采, 已发现个别原油的氮含量高达2%。 1.1. 2.碱性氮化物 石油组分中碱性氮是指石油加工过程中能被10%的硫酸抽提出来的氮化物,这些氮化物有一定的碱性,与强酸结合能形成盐,溶于酸中,因此从油层提取到酸层。非碱性氮的另一种划分方法是:在冰醋酸溶液中能被高氯酸滴定的含氮化合物称为碱性氮化物,不能被滴定的称为非碱性氮化物。 碱性氮化物的主要结构单元是吡啶、喹啉、氮杂蒽、氮杂菲等。碱性氮化物包括:苯胺、吡啶、喹啉氮杂蒽、氮杂菲及其同系物。柴油中的碱性氮化物会导致油品在储运过程中胶质快速增加、颜色急剧加深、安定性变差,从而严重影响柴油的催化加工和使用性能。 1.1.3.非碱性氮化物 石油产品中的氮化物除了碱性氮化物,另外的一类就是非碱性氮化物,非碱性氮化物的主要结构单元是吡咯、吲哚、咔唑等,包括吡咯、吲哚、咔唑及其同系物。非碱性氮的存在使得油品在燃烧过程中能产生氮氧化物NOx ,从而给环境带来危害。 1.1.4.氮化物在油品中的危害 (1)氮化物的存在, 会影响油品的颜色、抗氧化性、粘度等品质。在催化裂化、加氢精制、加氢裂化等工艺过程中, 即使原料中含有极其微量的氮化物也会使贵金属催化剂中毒,从而导致催化剂的使用寿命变短。 (2)石油产品中的氮化物在燃烧时会产生氮氧化物NOx ,众所周知,氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,硝酸是酸雨的成因之一;它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染,造成雾霾天气。

【加氢反应】

加氢反应 1.加氢反应基础 1.1.什么叫多相催化剂作用?多相催化反应?什么状态下能使反应处于接近理想和高效状态? 在石油工业中广泛采用固态催化剂,而反应则往往是气态液态和气液共存的状态,催化剂和反应均有明显的相界面,这种情况称为多相催化剂作用。在多相催化情况下发生的反应为多相催化反应。如加氢裂化反应催化剂为固态,原料为液态和气态,它所发生的催化反应为多相催化反应。 固定床多相催化反应,只有在接近活塞流的状态下进行,才能使化学反应过程处于接近理想和高效状态。只有当固定床反应器的物流近似于活塞流且径向温差又很小时,工业装置操作参数的变化对转化深度、产品分布和质量产生的影响,才具有典型性和规律性,才能较好代表化学过程的真实情况。反之,如果存在着严重的返混、沟流、径向温差大等反应工程问题,则操作参数如温度、压力、空速、氢油比等对反应过程的影响将与理想情况相偏离。 2.加氢裂化定义 加氢裂化是重油深度加工的主要技术之一,即在催化剂存在的条件下,在高温及较高的氢分压下,使C-C 键断裂的反应,可以使大分子烃类转化为小分子烃类,使油品变轻的一种加氢工艺。它加工原料范围广,包括直馏石脑油、粗柴油、减压蜡油以及其他二次加工得到的原料如焦化柴油、焦化蜡油和脱沥青油等,通常可以直接生产优质液化气、汽油、柴油、喷气燃料等清洁燃料和轻石脑油等优质石油化工原料。

为了便于统计,美国油气杂志将转化率大于50%的加氢过程称为“加氢裂化”。在实际应用中,人们习惯将通过加氢反应使原料油中有10%—50%的分子变小的那些加氢工艺称为缓和加氢裂化。通常所说的“常规(高压)加氢裂化”是指反应压力在10.0MPa 以上的加氢裂化工艺;“中压加氢裂化”是指在10.0MPa 以下的加氢裂化工艺。 加氢裂化反应中除了裂解是吸热反应,其他反应中大多数均为放热反应。总的热效应是强放热反应。 3.脱硫反应特点 含硫化合物的C-S 键是比较容易断的,其键能比C-C 或C-N 键的键能小许多(C-S 键能为272kJ/mol,C-C 键能为348kJ/mol,C-N 键能为305kJ/mol),因此在加氢过程中,一般含硫化合物的C-S 键先行断裂而生成相应的烃类和硫化氢。 各种硫化物加氢脱硫反应活性与分子大小和结构有关。 ①分子大小相同,则脱硫活性:硫醇> 二硫化物>硫醚>噻吩类。 ②类型相同,则:分子量大结构复杂的硫化物<分子量小结构简单的硫化物。 噻吩<四氢噻吩≈硫醚<二硫化物<硫醇噻吩类:噻吩>苯并噻吩>二苯并噻吩; ③噻吩类衍生物:多取代基<少取代基<无取代基; 取代基数量相同,则:与硫原子位置远> 与硫原子位置近(空间位阻)。 加氢脱硫热力学特点加氢脱硫是放热反应,在工业操作条件下(不大于

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