有机液体储氢体系以及脱氢催化剂研究进展

氢气储运的低安全性、高成本和低效率是氢能源应用领域亟待解决的瓶颈问题。有机液体储氢(LOHCs)技术具有储氢密度高、安全性高、储氢介质性质稳定(在常温下为液态)可利用现有的石油储运设施进行储运、储氢介质可以循环使用等优点,是目前最有潜力进行大规模、长周期和长距离储氢方式之一。对比了高压气态储氢、低温液态储氢、物理吸附储氢、有机液体储氢、液氨储氢和金属氢化物储氢等储氢方法的特点;详细分析了有机液体储氢方法中纯碳环和杂环类有机液体储氢体系的物理化学性质和反应过程的差异;介绍了加氢催化剂的不同活性金属对比和反应机理;系统阐述了针对2种储氢体系脱氢催化剂的研究进展,主要包括脱氢催化剂的活性金属、载体性质与催化性能的关系,并详细介绍了催化活性的调控方法,为未来的有机液体储氢技术研究和转化提供参考。

煤制乙二醇加氢催化剂装卸过程管理

聚焦煤制乙二醇加氢催化剂装卸过程的管理,重点介绍了关键步骤和控制要点。概述催化剂的组成和寿命,以及装卸过程中潜在的安全风险。总结装卸过程中的重点注意事项,强调了过程管理和安全措施的重要性。通过严格执行这些步骤,可以确保催化剂装卸过程安全可控,从而保证催化剂的性能和使用寿命。

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。

大型硫回收装置多功能CO变换加氢催化剂应用总结

普光气田是国内成功开发的首个高含硫气田,原料气(天然气)碳硫比高,再生酸性气CO_(2)含量高,会反应生成CO继而生成COS、CS_(2)等有机物,成为影响装置达标排放的关键因素之一。研究开发了具有CO变换功能的克劳斯尾气加氢催化剂,并成功应用于中国石化中原油田普光气田天然气净化厂200 kt/a硫回收装置。工业应用结果表明:加氢反应器过程气CO变换率超过90%,在线炉制氢天然气消耗量减少279 m^(3)/h,催化剂加氢转化率、有机硫水解率均超过99%,烟气SO_(2)排放浓度降至200 mg/m^(3)以下,CO排放浓度降低了90%,效益显著。

低温加氢催化剂CT6-13在硫磺尾气处理系统的应用

中国石油四川石化有限责任公司硫磺回收装置采用加氢还原吸收工艺及专用加氢催化剂进行尾气处理。将低温加氢催化剂CT6-13与常规加氢催化剂CT6-5B从物性、装填方法及预硫化、技术性能等方面进行了对比。深入对比分析CT6-5B和CT6-13在尾气加氢反应器的应用情况,发现采用CT6-13催化剂,节能降耗效果明显,尾气排放满足总硫不大于50μL/L、SO_(2)排放浓度不大于100 mg/m^(3)的设计要求。配套高效脱硫剂CT8-26及烟气洗涤技术,可实现开工过程尾气达标排放及日常运行过程尾气SO_(2)排放浓度不大于5 mg/m^(3)的超低排放。在节能降耗的同时解决了开停工及异常工况下的绿色生产及制约硫磺回收装置尾气焚烧炉长周期运行瓶颈问题。

废加氢催化剂熔炼合金酸浸液中钼、镍萃取分离研究

针对废加氢催化剂熔炼合金加压氧化酸浸液,采用N235萃取剂萃取分离回收其中的钼与镍。考察了酸浸液中SO_(4)^(2‒)浓度、酸浸液pH值、有机相组成、有机相与水相的相比V(O)/V(A)对钼萃取过程的影响,以及氨水浓度、相比对钼反萃过程的影响。结果表明,较优萃取条件为酸浸液中SO_(4)^(2‒)浓度为1.2 mol/L、酸浸液pH值为0.9、有机相组成(V/V)为10%N235/15%仲辛醇/75%磺化煤油及V(O)/V(A)为1/1,单级钼的萃取率可达99.80%,而镍的萃取率仅为2.35%;较优反萃条件为反萃剂6 mol/L氨水与V(O)/V(A)为1/1,单级钼的反萃率可达90.63%。含镍萃余液及含钼反萃液通过后续的常规净化、结晶制备得到的三氧化钼与硝酸镍,从而实现了废加氢催化剂中有价金属的循环利用。

真硫化态加氢催化剂钝化技术及工业应用

针对真硫化态加氢催化剂在空气环境中容易自热的问题,考察了钝化处理对真硫化态加氢催化剂抗氧化能力的提升效果。分别采用扫描电镜、X射线光电子能谱、显微图像分析和自热分析等对钝化处理前后的真硫化态加氢催化剂样品进行了表征。结果表明,钝化处理可以在催化剂的外表面形成一层致密的有机膜,有效阻隔氧气与催化剂上的活性金属接触,使得真硫化态加氢催化剂的抗氧能力显著提升,而且钝化处理不会影响催化剂的活性;通过钝化技术生产的真硫化态加氢催化剂完成首次工业应用,为工业装置的催化剂装填和开工过程带来便利,同时提升了真硫化态催化剂使用的安全性。

单质硫预硫化加氢催化剂的研究进展

加氢脱硫是脱除有机硫的重要技术,预硫化是将加氢催化剂由氧化态转化为活性硫化态的工艺,是对加氢催化剂的关键处理过程。单质硫作为预硫化剂具有无毒、硫化效率高等优势。为此总结了单质硫预硫化加氢催化剂相关的研究进展,以期为单质硫预硫化工艺的发展和应用提供参考。首先介绍了单质硫硫化加氢催化剂的硫化机理,分析了预硫化过程的影响因素,包括单质硫引入量、硫化温度、硫化压力、硫化时间;其次单质硫作预硫化剂相比其他硫化剂具有优势,但在预硫化过程中存在易升华的问题,针对此问题详细介绍了不同引入方式对单质硫在催化剂中保留度的影响;随后概述了采用单质硫预硫化加氢催化剂的国内外工业应用情况;最后进行了概括总结并对未来单质硫预硫化加氢催化剂的研究方向进行了展望。提出通过研究单质硫与金属氧化物的相互作用与作用机理,且以获得活性硫化物为目标进一步提高硫化度,是提高单质硫预硫化效果及后续催化加氢活性性能的关键。

铜氢催化不饱和烃与醛、酮的亲核加成反应

金属有机试剂(如:有机锂试剂、格氏试剂、有机铜试剂及有机铝试剂)对醛、酮的加成反应是有机化学中的重要反应,也是最经典的构建C―C键的方法之一。然而上述金属有机试剂存在官能团兼容性较差、对水和空气敏感及不易存储等缺陷,不可避免地限制了其广泛应用。近年来,利用稳定、易得的不饱和烃为原料替代金属有机试剂参与各种化学转化受到了人们高度关注。本文主要介绍在铜氢催化条件下,通过把不饱和烃现场转化为催化量有机铜中间体替代传统化学计量金属有机试剂的策略,实现其对醛、酮的加成反应,从而避免了传统方法的缺点。对于上述反应的介绍,能够丰富和拓展基础教学过程中亲核加成知识点的内容,开阔学生的视野与思维,有利于学生了解学科前沿领域的发展现状,激发学生的兴趣。

有机储氢化合物甲基环己烷脱氢催化剂研究进展

氢作为理想的高效、清洁能源,是我国能源体系向低碳化转型的首要选择。氢能储运技术是推动氢能产业发展的重点,其中有机液态储氢技术因具备安全性高、储氢密度大等优势已成为研究热点,尤其是甲基环己烷(MCH)-甲苯储氢体系,目前已展现出了良好的工业应用潜力。MCH-甲苯储氢体系发展的最大阻力是MCH催化脱氢过程缺乏稳定高效的催化剂,设计出稳定性好、选择性高且低温高活性的MCH脱氢催化剂是助力MCH-甲苯储氢体系发展的关键。综述了有机液态储氢技术的优势、储氢介质的特点以及MCH脱氢催化剂的研究现状。按照活性金属的稀有度将MCH脱氢催化剂分为贵金属、非贵金属催化剂,从活性组分、载体的选择和制备方式对MCH脱氢催化剂的脱氢性能进行了概述和分析。MCH脱氢催化剂未来研究可从以下方面入手:(1)延长贵金属催化剂寿命的同时提高贵金属活性组分的回收率;(2)对非贵金属脱氢催化剂进行载体改性或引入新的活性组分;(3)整合MCH脱氢催化全过程能量利用方式,引入清洁能源辅助加热,降低脱氢过程能耗。

硫黄回收装置加氢催化剂的钝化

介绍了大连石化270 kt/a硫黄回收装置停工加氢催化剂钝化过程的关键步骤与控制要点。催化剂钝化过程中根据床层的温升情况调整加氢反应器入口过程气的氧含量,在低温下将沉积在催化剂表面的硫化亚铁氧化为二氧化硫和三氧化二铁,通过分析反应器出口过程气的氧含量确认钝化效果,同时,采用在急冷水系统注入碱液的方法防止后续设备酸腐蚀。

加氢催化裂化柴油中茚的催化裂化反应行为研究

为进一步确定加氢催化裂化柴油(LCO)中生产轻质芳烃的理想组分,采用小型固定流化床和脉冲裂解实验装置,在反应温度为580℃时对比加氢LCO与茚的催化裂化反应行为,同时对茚的催化裂化反应路径进行研究。结果表明:与加氢LCO催化裂化反应类型完全不同,茚在该条件下主要发生缩合-脱氢反应生成重油和焦炭,缩合-脱氢反应选择性达到80%;其次发生氢转移反应生成茚满,是发生开环裂化反应生成轻质芳烃选择性的2倍;茚与茚满在反应过程中通过氢转移反应相互转化,且茚接近完全转化的反应温度远小于加氢LCO催化裂化生产轻质芳烃的反应温度,在低反应温度(460~520℃)时主要发生氢转移反应生成茚满,在高反应温度(520~640℃)时主要发生缩合-脱氢反应生成多环芳烃和焦炭;开环-裂化生成轻质芳烃的反应不是主导反应,表明茚类不是加氢LCO生产轻质芳烃的理想组分。

活性组元协同作用对加氢催化剂硫化行为的影响

采用孔饱和浸渍法分别制备含活性金属Ni、Mo、W、Ni-Mo、Ni-W、Mo-W和Ni-Mo-W氧化态加氢催化剂,在相同硫化条件下对催化剂进行硫化。通过TPS、XPS、HRTEM、C-S方法对催化剂进行物化性质表征,并在加氢微反装置上考察催化剂对4,6-DMDBT加氢脱硫的反应活性,探究不同活性金属体系在硫化过程中硫化行为的规律。结果表明:金属Ni对W和较难硫化的Mo的硫化产生促进作用,形成的Ni-Mo(W)-S会促进Mo和W的硫化,降低其硫化温度;Mo元素的添加会促进Ni-W催化剂或单W催化剂中金属W的硫化,主金属Mo、W间会产生协同作用,有利于降低其硫化温度并形成条长更短且层数更多的活性相结构,因此三金属催化剂具有更高的加氢脱硫活性,Ni-Mo-W催化剂在320℃的加氢反应温度下可实现4,6-DMDBT的完全脱除。

多功能克劳斯尾气加氢催化剂的应用

尾气加氢催化剂对硫磺回收装置总硫回收率的提高起到了至关重要的作用,而过程气中含有的CO具有还原效应,它会和SO_(2)、S以及H_(2)S反应生成COS,这是加氢反应所不期望的副反应,为了降低CO对加氢反应的负面影响,将加氢催化剂更新为中国石化齐鲁分公司研究院开发的新型多功能加氢催化剂LSH-03G,该催化剂同时具有优异的SO_(2)加氢活性、有机硫水解活性及CO变换活性,可有效解决克劳斯(Claus)尾气中CO含量高的问题,CO体积变换率达98%以上。

炼油加氢催化剂失活及再生研究进展

加氢技术是炼油工业的支柱技术,其核心的加氢催化剂年消耗量超3×104t。加氢催化剂失活影响装置长周期稳定运行和整体经济效益,失活后加氢催化剂作为危险废物处理难度大。加氢催化剂失活主要原因分为积炭导致的暂时性失活,以及活性相结构变化、金属沉积、杂原子中毒和孔结构塌陷等导致的永久性失活。积炭通过覆盖活性中心或堵塞孔结构,造成催化剂活性下降,通过溶剂洗涤和氧化等方式可以再生恢复催化剂活性。高温长时间反应下催化剂活性相剥离或长大、金属沉积在催化剂表面和孔口、碱土金属沉积影响催化剂酸性中心、杂原子吸附在金属活性中心、分子筛孔结构发生不可逆塌陷,这些导致催化剂发生不可逆失活。柴油加氢催化剂失活主要由积炭造成,加氢裂化催化剂失活是由于活性金属组分聚集和分子筛酸性中心遭受不可逆破坏,渣油加氢催化剂失活主要因素有积炭和金属杂原子沉积等,加氢异构催化剂失活的主要原因是积炭覆盖了金属和酸性活性中心。通过溶剂处理和氧化再生等手段可以部分恢复催化剂孔结构和活性中心,活性恢复处理起到一定的金属再分散作用,部分恢复催化剂活性,因分子筛结构变化和碱金属杂原子沉积导致的酸性中心活性下降无法通过再生恢复。

脉冲沉积工艺频率参数对镍基催化剂加氢催化性能的影响

目的:采用脉冲电沉积法在碳纸基底上制备镍-钼合金电极作为催化剂,提高电解水加氢过程中的加氢效率。方法:使用电化学工作站以不同脉冲频率制备催化剂,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)、气相色谱-质谱联动仪(GCMS)对不同频率下制备出的各催化剂表面形貌、相结构、元素含量以及用于加氢后的产物含量进行表征分析,找到最佳的脉冲频率。结果:最佳的脉冲频率为300 Hz,催化剂表面的Ni含量随着脉冲频率的降低而减少,且表面晶粒尺寸也随之下降,但Ni的分布并不遵循这种规律,在300 Hz频率下沉积出的催化剂表面达到了最佳催化结构,分布均匀,疏松多孔,该状态下的催化剂的加氢催化效率达到最佳,1,2,3,4-四氢喹喔啉的产量达到最高。结论:在其他条件相同的情况下,以脉冲电沉积的方法制备电化学催化剂的频率变化对加氢结果具有一定的影响因素,但起决定性作用的是所沉积的金属在催化剂表面的形貌分布,而频率的高低对表面形貌有一定的影响,在找到合适的脉冲频率时,能获得最佳的加氢催化效果。

聚合物加氢催化剂的研究进展

随着聚合工艺的不断进步,含有不饱和双键的聚合物高分子种类越来越丰富,对其进行加氢改性也随之愈发重要。综述了聚合物加氢催化剂的研究进展,包括齐格勒-纳塔催化剂(Z-N催化剂)、茂金属催化剂、贵金属络合物催化剂以及非均相催化剂,并总结催化剂的催化机理和影响催化剂活性的因素,对其发展方向进行展望。

煤制乙二醇加氢催化剂活化情况探究

为探究煤制乙二醇加氢催化剂活化最优时间,通过对全过程中氢气浓度的监测来确定催化剂活化的进度情况。乙二醇合成催化剂在还原过程中升温速率作为还原过程中的控制指标,出水率与氢气浓度是控制升温还原进度和质量的主要参考指标,温度必须服从出水率与氢气浓度。通过两次催化剂活化氢气浓度变化数据对比,发现活化初期低氢气浓度(≤0.1%)活化时间可以缩短至20 h内,后期随时间分三段线性提高氢气浓度,以氢气浓度30%、75%为调整点调节提升速率,可有效加快催化剂活化。

石油炼化加氢催化剂中贵金属回收工艺的效率与成本评估

本研究针对石油炼化加氢催化剂中金属回收的问题,提出了一种高效的回收工艺。采用调节pH沉铝、煅烧制备氧化铝、镁盐除磷、钙盐沉钼和钡盐沉钼等步骤,实现了铝、钒、钼等贵金属的高效率和高纯度回收。实验结果显示,铝去除率高于95%,钼损失率低于5%,磷去除率超过99%,钒沉淀率超过94%。此工艺在确保贵金属有效回收的基础上,兼具成本效益,展示了良好的市场应用潜力。

有机液体储氢技术现状及其脱氢催化研究进展

有机液体储氢技术因其高效、安全的特点成为氢能储运领域的重要研究方向。本文综述了有机液体储氢技术的主要研究进展,重点探讨了作为储氢介质的芳烃类和杂环类化合物的特性及其脱氢反应的催化机制。文章分析了脱氢催化剂活性组分的选择、催化剂载体的作用以及脱氢反应器设计对有机液体储氢过程的优化作用。文章指出,未来研究应聚焦于开发更高效、低成本的催化剂和优化反应器设计,以推动LOHC技术的商业化应用,为氢能经济的发展提供支持。