4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应机理的研究 Ⅰ.NiW体系催化剂的催化行为

分别以γ Al2 O3 、无定形硅铝和含少量稀土分子筛的γ Al2 O3 为载体 ,制备了不同系列的NiW体系加氢脱硫催化剂 ,并在连续流动微反装置上评价了催化剂对 4 ,6 二甲基二苯并噻吩 (DMDBT)加氢脱硫反应的催化性能 .结果表明 ,NiW体系催化剂对该反应具有较高的芳烃加氢和脱硫活性 ;先加氢后脱硫是加氢脱硫 (HDS)反应的主要途径 ,提高加氢活性是提高HDS活性最有效的途径 ;增强载体的酸性 ,直接脱硫和裂解活性均有所提高 .同时 ,酸性载体负载的催化剂还显示出一定的异构化性能 ,但其加氢活性低于氧化铝负载的催化剂 .酸性载体负载的NiW催化剂的异构化性能在邻二甲苯异构化反应中得到进一步证实 .根据实验结果 。

全硅MCM-41担载的Ni-W催化剂上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩 (DBT)的质量分数为 0 .2 %～ 0 .8%的十氢萘溶液为模型化合物 ,在中压固定床反应器上 ,研究了全硅MCM 41担载的Ni W硫化物催化剂上的加氢脱硫反应 (HDS)动力学。理论分析和实验结果都表明 ,常用的Langmiur Hinshelwood方程不适用于气 液 固三相滴流床积分反应器。应用假 1级平推流反应模型 ,分别得到了各催化剂作用下的该反应的速率常数和表观活化能。催化剂的Ni/W摩尔比 (nNi/nW)为 0 .2 5、 0 .5、0 .75和 1.0时 ,该催化HDS反应的表观活化能分别为 117.3、 96.7、 64 .4和 72 .9kJ/mol。其中 ,nNi/nW =0 .75的反应表观活化能最低。将催化剂的HDS活性与表观活化能相关联可以发现 ,表观活化能和催化剂活性之间有对应关系 ,表观活化能越低 。

Co-Mo/MCM-41上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压滴流床反应器上考察了以MCM-41担载不同原子物质的量比的Co-Mo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性,并在总压5.0MPa、温度280～340℃和液时空速30～90h-1条件下,研究了HDS的反应动力学.利用假1级平推流反应模型求得了DBT加氢脱硫反应的表观反应速率常数和表观反应活化能.根据DBT加氢脱硫反应网络中氢解路径的速率常数和加氢反应路径的速率常数随Co和Mo原子物质的量比的变化关系可以看出,氢解反应和加氢反应在不同的活性中心上进行,Co的引入强化了催化剂的氢解反应活性.在不同Co和Mo原子物质的量比的催化剂上进行反应时,DBT加氢脱硫反应的表观活化能不同.Co和Mo原子物质的量比为0.25、0.50、0.75和1.0时的表观活化能分别为111.0、92.9、82.1和101.4kJ.mol-1.研究结果表明,表观活化能与反应活性有很好的相关性.

二苯并噻吩类硫化物在非负载型NiMoW催化剂上加氢脱硫反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在非负载型NiMoW催化剂上的加氢脱硫反应产物分布及反应机理,给出了它们在非负载型催化剂上加氢脱硫反应网络。研究发现,由于甲基的空间位阻效应,二苯并噻吩类化合物加氢脱硫转化率顺序为4,6-DMDBT≈4-MDBT<DBT,而非负载型NiMoW催化剂具有很高的芳环加氢活性,有利于烷基取代的芳环加氢,减弱空间位阻效应,使烷基取代的二苯并噻吩类化合物得到有效脱除。DBT的脱硫产物会被进一步加氢,其产物分布与联苯加氢产物相似。4-MDBT有两种预加氢脱硫反应路径,甲基取代的苯环由于甲基的供电子效应会被优先加氢。非负载型催化剂存在的L酸中心会使部分4-MDBT和4,6-DMDBT通过脱甲基反应生成DBT再进行脱硫反应。

二苯并噻吩和4-甲基二苯并噻吩在Mo和CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上加氢脱硫的反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)在Mo/γ-Al_2O3和CoMo/γ-Al_2O_3上加氢脱硫反应的产物分布及其可能的反应网络,并通过反应压力和温度对产物分布的影响,揭示了加氢脱硫反应的可能机理。DBT在Mo/γ-Al_2O_3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径和加氢路径进行,两种途径的作用相近;在CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上的加氢脱硫主要通过直接氢解路径进行。4-MDBT在Mo/γ-Al_2O_3和CoMo/γ-Al_2O_3上的加氢脱硫反应主要通过加氢路径进行。Co的加入有助于提高Mo/γ-Al_2O_3催化剂的加氢脱硫活性,尤其是直接氢解脱硫活性。4-MDBT加氢脱硫反应中加氢路径的相对作用显著大于DBT加氢脱硫反应的加氢路径,间接证明4-MDBT的加氢脱硫过程存在对“端连吸附”的空间位阻。4-MDBT分子中甲基的供电子作用有利于促进苯环的加氢反应,从而有助于缩小与DBT分子间加氢脱硫活性的差别。在DBT和4-MDBT加氢脱硫反应中,反应压力和温度对加氢路径的影响大于对氢解路径的影响。

哌啶对Mo/MCM-41催化剂上二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响

在固定床反应器上考察了哌啶对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫(HDS)反应活性及反应路径的影响。反应所用催化剂为MCM-41分子筛担载的Co-Mo或Ni-Mo硫化物,MoO3的负载量为20%,Co(Ni)与Mo的摩尔比为0.75。反应前,催化剂用10% H2S和90% H2的混合气进行硫化,硫化温度为400℃,硫化时间为3 h。HDS反应压力为5.0 MPa,温度为260-340℃,催化剂用量为0.2 g。反应原料为含哌啶和DBT分别为0-0.3%和0.8%的十氢萘溶液,液时空速为27 h-1。研究结果表明,无论是在Co-Mo／MCM-41 催化剂上还是在Ni-Mo／MCM-41催化剂上进行DBT的HDS反应,少量哌啶的存在都会大幅度降低催化剂的活性。由DBT的HDS反应产物的选择性分析发现,哌啶对HDS的抑制作用主要体现在对加氢反应路径的毒害作用。随着反应温度的升高,哌啶的加氢脱氮活性提高,HDS的反应活性接近于原料中没有哌啶时的活性,说明哌啶的毒害作用可能是因为它与含硫化合物竞争吸附而低温下加氢脱氮活性较低所致。

压力和温度对4-甲基二苯并噻吩和二苯并噻吩加氢脱硫反应的影响

研究了4 甲基二苯并噻吩(4 MDBT)和二苯并噻吩(DBT)在CoMo γ Al2O3上的加氢脱硫反应产物分布及其可能的反应网络,通过反应压力和温度对产物分布影响的研究,揭示了加氢脱硫反应的可能机理。研究发现4 MDBT在CoMo γ Al2O3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径和加氢路径进行,且两者反应速率相当;DBT在CoMo γ Al2O3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径进行。4 MDBT分子位于4位的甲基阻碍其在催化剂表面通过硫原子的端连吸附,从而降低了其直接氢解脱硫路径的反应速率,因而也降低了其总的加氢脱硫转化率。反应压力降低,DBT和4 MDBT加氢脱硫反应中加氢路径反应速率明显下降,而其对氢解路径影响较小,但效果却与加氢路径相反,反应压力对4 MDBT转化率的影响大于DBT。反应温度对DBT和4 MDBT加氢脱硫反应中加氢路径和氢解路径都有明显影响,但是对DBT加氢脱硫反应中氢解路径的影响小于加氢路径,而对4 MDBT加氢脱硫反应中氢解路径的影响稍高于加氢路径,4 MDBT分子中甲基的供电子作用有利于相连苯环的加氢反应。

焦化柴油中二苯并噻吩类含硫化合物的加氢脱硫反应动力学

采用20mL高压连续反应装置,在压力5.0MPa、体积空速0.7～3.0h-1、氢/油体积比400、温度330℃的条件下,考察了焦化柴油中难脱除的二苯并噻吩类含硫化合物(DBTs)在工业化负载型NiMo/γ-Al2O3催化剂上的加氢脱硫(HDS)反应活性。采用气相色谱-脉冲火焰光度检测器(GC-PFPD)对加氢前后焦化柴油中含硫化合物进行了定量分析,研究了它们在深度HDS过程中的脱除规律,建立了难脱除DBTs的HDS反应一级动力学模型。焦化柴油的深度HDS过程中,DBTs尤其是4位和6位取代的DBTs是最难脱除的含硫化合物,各含硫化合物的HDS反应速率常数大小顺序为DBT、4-MDBT、4-EDBT、3,6-DMDBT、4-E,6-MDBT、2,4,6-TMDBT、4,6-DMDBT。

4,6-二甲基二苯并噻吩在Co-Mo/γ-Al_2O_3上加氢脱硫反应机理的研究

研究了4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在Co-Mo/γ-Al_2O_3上的加氢脱硫反应产物分布及其可能的反应网络,并通过反应压力和温度对产物分布的影响,揭示了加氢脱硫反应的可能机理。研究发现,4,6-DMDBT在Co-Mo/γ-Al_2O_3上存在甲基位置转移的异构化反应,而4,6-DMDBT加氢脱硫反应通过直接氢解路径和加氢路径进行,其中加氢路径起主要作用。通过4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT),二苯并噻吩(DBT)的对比试验表明,二苯并噻吩类加氢脱硫转化率4,6-DMDBT<4-MDBT<DBT,而反应产物中联苯类与环己基苯类的摩尔分数之比,也存在上述顺序,加之实验发现的4,6-DMDBT部分加氢产物加氢脱硫的高活性,都间接证明二苯并噻吩类硫化物在催化剂表面存在通过硫原子的端连吸附,4,6-DMDBT位于4,6位的两个甲基在加氢脱硫过程存在对“端连吸附”的空间位阻,这是造成4,6-DMDBT转化率低的主要原因。实验研究表明:反应压力对4,6-DMDBT加氢脱硫反应中加氢路径的影响很大,而对氢解路径影响不明显;反应温度对4,6-DMDBT加氢脱硫反应中加氢路径和氢解路径都有很大影响,但对氢解路径的影响相对较大。4,6-DMDBT分子中甲基的供电子作用有利于苯环的加氢反应,从而降低了加氢路径反应活化能,却不利于4,6-DMDBT在催化剂表面通过硫原子的端连吸附,因而使氢解?

喹啉对Co-Mo/Al_2O_3催化二苯并噻吩加氢脱硫的反应动力学研究

在柴油加氢脱硫(HDS)催化剂FHUDS-5(Co-Mo/Al2O3)上,模拟工业高压搅拌反应釜生产工艺,考察了喹啉对二苯并噻吩(DBT)HDS反应活性的影响,并对其反应动力学进行了研究。结果表明,DBT的HDS反应主要通过加氢路径(HYD)和氢解路径(DDS)进行,符合一级反应动力学模型;当喹啉浓度很低时,其对DBT加氢脱硫反应的抑制作用强烈,但随着喹啉浓度的增加,这种抑制作用不再明显;当n为0.25时,喹啉对DBT加氢脱硫反应活性的影响符合于rDBT=kDBTCDBT/(1+Kn NCn N)动力学模型。

柴油馏分加氢脱硫动力学及反应器研究进展

当前各国环保法规对柴油中硫的质量分数的限制越来越严格。催化加氢脱硫是实现柴油低硫化的重要途径,动力学和新反应器的研究受到了研究者的广泛关注。本文介绍了柴油馏分中两种典型的难脱除含硫化合物二苯并噻吩和4,6二甲基二苯并噻吩在各类催化剂上加氢脱硫的反应路径,比较了这两种模型含硫化合物的直接脱硫(DDS)和先加氢再脱硫(HYD)路径相对快慢的影响因素。详细综述了假1级、假2级、快慢1级、n级、LH以及抑制剂H2S存在下的动力学模型在描述二苯并噻吩类模型化合物及真实油品的加氢脱硫过程中的研究现状,介绍了神经网络在柴油加氢动力学和脱硫率预测方面的研究进展。还对催化精馏、并流逆流滴流床、两相床反应器等新型加氢脱硫反应器的最新发展作了综述,展望了加氢脱硫动力学及反应器的研究方向和面临的挑战。

工业NiW/Al_2O_3催化剂上二苯并噻吩的加氢脱硫动力学

以二苯并噻吩(DBT)为含硫模型化合物,在高压滴流床反应装置中,考察了工业NiW/Al2O3催化剂(RN10)的加氢脱硫(HDS)动力学规律,研究了氢分压(1.5MPa～4.5MPa)、氢油体积比(150～700)、液体质量空速(15h-1～60h-1)、反应温度(280℃～380℃)等对DBT的HDS反应结果的影响。结果表明,当氢分压和氢油体积比较大时,两者变化对DBT的转化率基本无影响;温度对DBT的转化率影响较大,提高温度可有效提高DBT的转化率,随着温度的升高,DBT转化率的增加逐渐变缓。采用2级平推流反应动力学模型对不同温度实验数据进行了拟合,求得了不同温度的表观反应速率常数,模型的相关系数>0.989。活化能计算结果表明,RN10催化剂在高反应温度区(>330℃)的DBT的HDS活化能明显低于较低温度时的活化能,分别为13.4kJ/mol和121.4kJ/mol。对于RN10催化剂,不可单纯地通过提高反应温度来大幅度提高HDS转化率。

裂解汽油中噻吩加氢脱硫反应宏观动力学

采用微型等温积分反应器,以组分苯、苯乙烯、噻吩与溶剂正己烷的混合物作为模型化合物,在消除催化剂外扩散影响的基础上,建立了幂函数型的噻吩加氢脱硫反应宏观动力学模型并研究裂解汽油二段加氢过程中噻吩在 Co-Mo/Al_2O_3催化剂上的加氢脱硫反应动力学。通过对比研究噻吩在单一体系和模型化合物中的加氢脱硫反应,探讨了裂解汽油中不饱和烃对噻吩加氢脱硫的影响。实验结果表明,裂解汽油中的不饱和烃会影响噻吩加氢脱硫反应速率,但并不改变其反应机理。噻吩转化率的模型计算值与实验值吻合较好,说明所建立的动力学模型适合描述裂解汽油二段加氢过程中噻吩的加氢脱硫反应。

NiW/Al_2O_3催化剂上二苯并噻吩的加氢脱硫宏观动力学

以二苯并噻吩（DBT）为含硫模型化合物,在实验室中压滴流床反应装置中研究了工业NiW/Al2O3催化剂RN-10上的加氢脱硫反应的动力学规律,详细考察了工艺条件：氢分压2.4～4.5 MPa、氢油比150～700（v/v）、液时空速（WHSV）15～60 h^-1、反应温度300～380C对DBT转化率的影响.实验结果表明：提高反应温度可大大提高DBT的转化率,但反应温度达到330℃后,再提高反应温度,对DBT转化率的提升有限;在较高氢分压的条件下,DBT的转化率受氢分压的影响很小;当氢油比较小时,随着氢油比的提高,DBT转化率逐渐增加,但当氢油体积比大到一定程度（500）时,继续增大氢油比对脱硫率几乎没有影响.采用修正了的2级反应动力学模型对实验数据进行拟合,求得了二苯并噻吩加氢脱硫反应的表观活化能为75.95 kJ·mol^-1.经检验,模型计算结果与实验结果能较好地吻合.

催化汽油加氢脱硫装置反应系统压降上升原因分析及对策

自2010年12月31日开工以来,1.8×10~6 t/a催化汽油加氢脱硫装置在运行的两个周期内均发生了装置选择性加氢单元反应系统压降上升较快的情况,对炼厂生产平衡影响较大。通过分析找到了导致选择性加氢单元反应系统压降升高的原因,实施了催化装置汽油直接供料、增设原料预过滤器、返罐区原料进催化装置回炼等多项改进对策,有效控制了压降上升的情况,效果显著。

色谱-三重四级杆质谱定量分析深度加氢脱硫柴油中的二苯并噻吩类化合物

利用选择反应监测模式（SRM）,建立了一种快速、灵敏的深度加氢脱硫柴油中二苯并噻吩类化合物（DBTs）的气相色谱-三重四级杆质谱（GC-QQQ-MS/MS）测定方法。以5种DBTs混合标样绘制标准曲线,对深度加氢柴油中的C0～C4烷基取代二苯并噻吩（（C0~C4）DBTs）进行定量。实验结果表明,采用该方法可以避免柴油中其他化合物的干扰,快速准确测定深度加氢脱硫柴油中（C0~C4）DBTs的含量,而且重现性好,相对标准偏差低于10%,方法的线性相关系数R2〉0.9996,检出限和定量限分别在0.0006~0.0017mg/L和0.002~0.006mg/L范围,回收率在98.23%~114.59%范围。该方法适用于深度加氢脱硫柴油中DBTs的测定。

柴油加氢脱硫反应路径影响机理研究进展

文章主要介绍了柴油馏分中难脱除的二苯并噻吩类(DBTs)硫化物存在的加氢脱硫反应路径,其中DDS和HYD是目前研究较多的主要反应路径。总结了催化剂活性助金属、硫化氢、氮化物以及氢分压对加氢脱硫反应路径选择性的影响并探究其影响机理。

裂解汽油加氢催化剂的开发及工业应用——二段高温加氢脱硫8602B 催化剂

裂解汽油,乙烯副产物 C5～C10馏分的总称。该馏分富含约60～85%的苯、甲苯、二甲苯芳烃（BTX）和约25～30%的不饱和烃。这部分不饱和烃性能极不稳定,不能直接使用,故工业上切取其 C6～C8馏分,采用两步选择性加氢加溶剂抽提工艺生产 BTX 芳烃。

二苯并噻吩在Ni-Mo-W/γ-Al2O3上加氢脱硫机理的研究

研究了二苯并噻吩(DBT)在Ni-Mo-W/γ/Al2O3上的加氢脱硫(HDS)反应产物分布、可能的反应网络以及温度对产物分布的影响,揭示了HDS反应的可能机理.研究发现,DBT在Ni-Mo-W/γ-Al2O3上的HDS反应主要通过直接氢解路径和加氢路径进行,且后者的速率是前者的两倍.考察了芳烃(萘)、硫化物(硫化氢)和氮化物(喹啉)三种物质对DBT在Ni-Mo-W/γ-Al2O3催化剂上HDS反应的影响,结果表明,芳烃对反应有较弱的抑制作用,并且对两个路径的抑制作用相当.氮化物喹啉对反应有较强的抑制作用,其主要是通过竞争吸附作用抑制加氢路径.硫化物H2S对反应也有一定的抑制作用,其抑制直接氢解脱硫路径,但对加氢路径有一定的促进作用.

LH-02裂解汽油二段加氢催化剂的工业试生产及应用

采用氢氧化铝干胶、硝酸钴和钼酸铵为主要原料 ,通过载体改性和催化剂的制备工艺研究 ,开发了LH -0 2裂解汽油的二段加氢脱硫催化剂。在实验室研究的基础上 ,进行了工业放大和工业应用实验。结果表明 ,该催化剂在裂解汽油的二段加氢反应器入口温度为 2 85℃、压力为 2 .75MPa、液体空速为 3.5h-1、n(H2 )∶n(油 )为 1 .70∶1的加氢条件下操作 ,产品的w(硫 )小于 1 μg/g,溴价小于 0 .0 0 1 ,二烯值小于 0 .0 0