钴钼催化剂在水煤气变换中的应用分析

文章立足于水煤气变换的重要性及其在工业生产中的地位,围绕钴钼催化剂在水煤气变换中的应用展开探讨。从原料气的准备与通入、反应过程控制、产物收集与分析,到催化剂性能评估及再生与循环利用等方面进行了全面的分析。钴钼催化剂因其优异的催化性能,在水煤气变换中发挥着关键作用。通过精确控制反应条件、优化催化剂性能评估方法以及实施有效的催化剂再生策略,可以进一步提高水煤气变换反应的效率和经济性。本文的研究结果对于推动钴钼催化剂在水煤气变换中的工业化应用具有重要的指导意义。

负载型氮化钴钼催化剂的制备及催化性能

严格的环境法规规定了燃料中硫的质量分数,要求对燃料中的含硫成分进行深度脱硫,开发新型高效催化剂是降低硫的质量分数的一个有效方法。过渡金属氮化物是一种新型催化材料,其表面性质和催化性能类似于贵金属。通过一步浸渍法和分步浸渍法合成出氧化态催化剂,并以氢气和氮气通过程序升温还原反应制备出负载型氮化钴钼双金属催化剂,用模型化合物噻吩对催化剂的加氢脱硫性能进行了考察。结果表明,用分步浸渍法合成出的BⅡ类氮化钴钼催化剂的噻吩加氢脱硫活性最高;在其它条件相同情况下,高温、预活化有利于噻吩加氢脱硫反应,合成的AⅡ、BⅡ类催化剂HDS催化性能与氮化后的工业催化剂接近。应用氮化态催化剂可以避免因工业催化剂预硫化而带来的硫污染,因此具有广泛的应用前景。

反应条件对钴钼催化剂选择性加氢脱硫性能的影响

在固定床加氢微反装置上,采用工业CoMo/Al_2O_3催化剂,以含硫和烯烃的模型化合物为原料考察反应条件对钴钼催化剂选择性加氢脱硫性能的影响。结果表明,适当增大反应空速、降低反应压力、提高氢油比、提高催化剂的硫化温度均有利于降低烯烃的加氢饱和反应活性,从而有利于催化剂选择性加氢脱硫活性的提高。另外,当原料中烯烃含量提高时,烯烃与噻吩在活性中心上的竞争吸附加剧,烯烃加氢饱和性能增强,导致加氢脱硫选择性降低。

流动注射-分光光度法测定钴钼催化剂浸渍液中高浓度钼离子

在0.75mol·L-1硫酸溶液中,抗坏血酸可将Mo6+还原为Mo5+,而硫氰酸铵能与生成的Mo5+显色,在波长465nm处有最大吸收峰,据此提出了一种流动注射-分光光度法测定钴钼催化剂浸渍液中超高浓度钼离子含量的方法。钼的质量浓度在3.3～93.3g·L-1范围内与其ΔA呈线性关系,方法的检出限(3s/k)为0.35g·L-1。方法用于钴钼催化剂浸渍液中钼离子含量的测定,测得方法的回收率在95.0%～101%之间,测定值的相对标准偏差(n=11)小于1%。

钴钼催化剂上含氮毒物对于杂环化合物氢解反应失活过程的影响

采用搅拌槽式微量天平流动反应器,在硫化态钴钼催化剂上考察了氢化吡啶及2,6-二甲基吡啶两种含氮毒物对2-甲基呋喃加氢脱氧及2-甲基噻吩加氢脱硫反应的毒化过程。研究发现:钴钼催化剂上加氢脱氧与加氢脱硫活性位均具有空间位阻效应。这一事实证明,加氢脱氧与加氢脱硫活性位的中毒是以毒物中氮原子吸附的方式发生的,而不是毒物环上的π键与活性位键合的结果。同时少量毒物2,6-二甲基吡啶吸附于催化剂表面时,不仅未使两种氢解反应中毒,反而产生轻度的促进作用。就此而论,这两种活性位具有相似之处,然而,同一毒物作用下加氢脱氧与加氢脱硫中毒过程的相对活性曲线的明显区别似又表明加氢脱氧位与加氢脱硫位之间存在差异。

钴钼催化剂中钼的流失研究

本文对硫化态钴钼催化剂中活性组分钼的物理升华及化学升华流失的机理及动力学进行了研究。结果表明， 水蒸汽的存在会大大加快钼的化学升华流失。催化剂中钼含量及载气空速也会影响钼的流失速率。得出了钼升华流失的动力学方程。

分光光度法测定废钴钼催化剂中的钴含量

应用分光光度法测定废钴钼催化剂中的钴含量。优化的试验条件如下:1测定波长530nm;2柠檬酸钠溶液(掩蔽剂)质量浓度为250g·L-1;3亚硝酸钠溶液(氧化剂)质量浓度为5g·L-1;45g·L-1亚硝基红盐溶液(显色剂)用量为5mL;5硫酸(1+1)溶液用量为10mL。钴的质量在0.35mg以内与吸光度呈线性关系,钴的检出限(3S/N)为10μg·L-1,加标平均回收率为98.9%,测定值的相对标准偏差(n=15)为4.6%。

钴钼催化剂在水煤气变换中的应用

煤化工行业对能源的消耗较大,但近年来在国家倡导的节能降耗、绿色环保方针下,煤化工行业也逐渐将节能降耗工作落到了实处。在煤气化变换过程中,许多企业采用了钴钼催化剂,伊犁新天煤化工有限责任公司变换装置的煤气为部分变换,煤气化变换反应工艺采用低温耐硫变换工艺,使用的催化剂为钴钼系耐硫变换催化剂。根据工作经验,并结合钴钼催化剂的使用情况给出了一些合理化的建议。

从废钴钼催化剂中分离回收钴、钼的方法

一种从废钴钼催化剂中分离回收钴、钼的方法，其主要包括酸溶、萃取钼和萃取钴等工艺，将经过焙烧粉碎的废钴、钼催化剂粉料用浓盐酸酸溶制成酸溶清料液，将酸溶清料液用磷酸三丁酯和煤油的混合液萃取钼，萃余液在用三辛胺溶剂油萃取钴。利用本发明工艺方法从废钴钼催化剂中分离钴、钼的收率高，钴的实际收率在99．5％以上，钼的实际收率在99．2％以上，各元素相互之间分离完全，最终产品质量好，整个过程无工艺废水废气排放，仅在酸溶工序有少量废渣排出，排出的废渣量仅为处理废料量的2％，排出的废渣中含氧化钴〈0．1％，含氧化钼〈1．5％，消除了废钻、钼催化剂的毒性对环境的威胁。

硫化钴钼催化剂时气体中硫化物的测定

采用铂丝转化法定时检测合成氨系统进、出口的硫化物含量,以控制宽温区钴钼催化剂的硫化过程,给工艺操作提供依据。

宽温区钴钼催化剂硫化分析的探讨

平顶山飞行化工(集团)有限责任公司的老系统采用中变串低变的生产工艺，低变炉使用的是钴-钼触媒(催化剂)，出厂的钴-钼催化剂活性组分是以氧化物形态存在的，活性很低，需经过充分硫化使活性组分转化为硫化物催化剂才显示出最佳活性。硫化是用带压N2压入适量的二硫化碳采用工艺气体作载气，经电炉加热提温后进入触煤层进行反应，然后气体经换热后放空或循环使用。

球形钴钼催化剂硫化动力学研究

本文在缩芯模型的基础上,对硫化反应作了适宜简化假设,以反应速率的计算值与实验值之差的平方和为目标函数,采用powell法回归出适宜的缩芯模型参数.试验发现在高空速下,原粒度钴钼催化剂的硫化过程服从粒径不变的缩芯模型.在H_2气充分过量的情况下关于H_2S为一级反应.回归出的活化能与温度的关系服从阿仓尼乌斯定律.

钴钼系催化剂变换炉温度高的解决策略探析

在化工厂生产过程中,变换炉设备生产至关重要。但是,如果变换炉生产运行时间过长,就会发生炉口温度升高且短时间内无法降低情况,炉床温度也会相对升高逐渐接近设计值严重影响设备正常生产效率。在本文中,就以某化工国企有限公司为例,探讨该公司中化工厂变换炉装置的基本概况,介绍其生产工艺流程。然后借助钴钼系催化剂来设计变换炉温度高的有效解决策略方案,解决实际生产问题,提高设备生产安全水平。

碱性水热法浸出处理废弃钴钼加氢催化剂

采用氨水、碳酸铵碱性溶液作为浸出剂,在水热条件下浸出处理废弃钴钼加氢催化剂,探究了影响金属元素Mo和Co浸出的主要因素。结果表明:在水热条件下,以氨水和碳酸铵作为复合浸出剂能有效抑制Al的浸出,同时对金属元素Mo和Co的浸出率较高。在氨水浓度为10 mol/L,碳酸铵浓度为2 mol/L,固液比为1:18 g/mL和反应温度为90℃的条件下,Mo和Co的单级浸出率分别达到81.7%和52.6%。进一步采用沉淀法分离回收浸出液中的Mo,制备了花瓣状形貌的(NH_(4))_(3)PO_(4)(MoO_(3))_(12)·4H_(2)O产品;利用焙烧后的浸余残渣作为载体负载Cu和Ni制备萘选择加氢催化剂,其催化效果与商品氧化铝载体制备的催化剂相当。

程序升温测硫技术在研制钴钼耐硫变换催化剂中的应用

利用程序升温测硫技术（ＴＰＳＤ） 对自制的和一些工业的钴钼耐硫变换催化剂中硫的存在状态、作用等进行了研究。结果表明： （１） 负载在γ－Ａｌ２Ｏ３ 上的Ｍｏ 的硫化物较未负载Ｍｏ 的硫化物或９８％ ＭｏＳ２ 易与氧、氢和水蒸气反应， 载体不仅可提供大的反应表面， 而且活化了与Ｍｏ 相联的硫原子； （２） 负载在γ－Ａｌ２Ｏ３ 上的Ｃｏ 不能被硫化， 但是当Ｍｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３ 中加入Ｃｏ 后， 与Ｍｏ 相联的硫变得更加活泼， 更易与氧、氢和水蒸气反应， 可见Ｃｏ 与Ｍｏ 作用减弱了Ｓ－Ｍｏ 键的强度； （３） Ｃｏ－Ｍｏ／γ－Ａｌ２ Ｏ３ 中加入Ｋ 后， 催化剂中的硫很难与氢反应， 但易与水蒸气反应； （４） 几乎所有的硫化物催化剂， 包括工业催化剂， 在与氧、氢和水蒸气反应过程中，其ＴＰＳＤ－Ｏ２ 谱图在２００～２８０℃和４００～４７０℃温区均有硫峰出现；（５）硫化物催化剂热稳定性不好的原因是催化剂经高温处理后，低温活性位不可逆地转变为高温活性位；（６）提出了硫化物催化剂上水煤气变换反应的机理， 硫在催化过程中起着十分重要的作用。

新型钴钼前体制备耐硫变换催化剂及其表征

在室温下用等孔容离子交换共浸渍法制备了球型CoO－MoO3－K2O／γ－Al2O3宽温耐硫变换催化剂HB－3Q。考察了载体、钻钼前驱盐、竟争剂、金属离子负载量、浸渍液pH值等对催化剂物化性能的影响，用XRD、DTA等分析手段表征了活性组分在载体y－A12O3上的微观分散状态。表明用新型低廉的钴和钼前驱盐，可获得与常规氨配合法相同变换活性和颗粒抗压碎强度的耐硫变换催化剂，而成本却大幅下降。

钴-钼系催化剂失活的研究 (I)失活催化剂物相和比表面的分析

本文利用X射线衍射和表面孔径测定仪对工业使用后失活的Co-Mo催化剂进行了分析。分析结果表明:失活后的催化剂中主要晶相杂质为FeS、FeSO_4等;与未失活催化剂相比,主要活性相MoS_2晶化明显;钾以K_2SO_4等形式存在;变换炉进空气后造成温度暴涨(T>700℃)使部分K_2SO_4变成K_2S_4O_6相,部分MoS_2蒸发掉。杂质的污染使得催化剂比表面从113m^2/g减小到20m^2/g左右,这是造成Co-Mo系催化剂永久性失活的主要原因之一。

裂解汽油二段加氢催化剂LY-9802的抗CO性能及工业应用

针对某裂解汽油加氢装置氢气中CO体积分数(1000×10^(-6)以上)较高的情况,分析了CO对裂解汽油二段加氢催化剂LY-9802加氢性能的影响,考察了催化剂LY-9802的工业应用效果。结果表明:催化剂LY-9802能使氢气中的CO部分加氢生成CH_(4),随着反应温度升高,CO转化率和CH_(4)生成率均提高,但CO转化率不超过60%;在氢气中CO体积分数为1400×10^(-6),反应器入口温度为245~260℃的小试加氢反应条件下,产物溴价为0.005~0.008 g/g,含硫量为0.5~0.8μg/g,当入口温度分别为265,275℃时,产物溴价分别小于0.005,0.001 g/g,含硫量分别小于0.5,0.1μg/g,提高入口温度能有效恢复并提升催化剂活性;在加氢反应器二段入口温度为280~320℃的工业生产条件下,床层温升在40~60℃波动,加氢产品溴价不大于0.001 g/g,含硫量不大于0.5μg/g。

钴钼系变换催化剂反硫化动力学的研究

在微型石英管反应器中研究了温度、汽气比和硫化钼浓度对钴钼变换催化剂反硫化动力学的影响。在消除了外扩散和反应率不太高的情况下,建立了催化剂的失活动力学模型。实验证明,催化剂的失活与温度、汽气比和硫化钼浓度有很大关系,并结合工业生产实际状况对钴钼催化剂反硫化动力学模型进行了讨论。

纳米空心氧化铝负载的钴钼烟气脱硫催化剂的研究

文章主要研究了纳米空心氧化铝及其负载的钴钼脱硫催化剂的制备及其性能。文章的空心氧化铝通过葡萄糖交联碳球绿色模板法制得,研究了不同条件的制备方法对其性能的影响,钴钼催化剂通过超声浸渍法制得,其载体及催化剂微观形貌通过SEM测定。对其负载的钴钼催化剂通过XRD进行了表征,特殊的氧化铝负载的钴钼催化剂在脱硫过程中与二氧化硫有着较好的接触面积,有利于脱硫过程的进行。