煤焦油加氢催化剂耐水性能的研究进展

煤焦油是在煤炭碳化和气化过程中产生的含硫液体,是一种煤转化为油的技术工艺产品。煤焦油加氢催化是现在将煤焦油转化为燃料油的有效手段,但是由于煤焦油含氧量较高,在加氢裂解过程中会产生水分,在高温条件下会使催化剂破碎,导致催化剂性能降低,甚至失活。因此提高催化剂的耐水性成为了亟待解决的问题。介绍了煤焦油的性质特点,并对煤焦油加氢催化剂载体的性质进行总结,从载体和催化剂两个方面出发研究增强煤焦油加氢催化剂的耐水性。阐述了国内外煤焦油加氢催化剂的研究进展和相关机理。

二元复合氧化物载体在加氢脱硫催化剂中的应用进展

加氢脱硫技术对实现劣质油品清洁化、低碳化与多元化高效利用至关重要,其关键是高性能催化剂的开发,核心之一是适宜催化剂载体材料的创新。本工作分别总结了向Al_(2)O_(3)及TiO_(2)中引入第二组元后作为加氢脱硫催化剂载体的研究进展。第二组元氧化物的引入克服了Al_(2)O_(3)载体酸类型单一及商用催化剂金属与载体间相互作用过强等缺点,同时保持了较大的比表面积;第二组元氧化物能够有效提升TiO_(2)载体材料的热稳定性及比表面积的同时调节了载体材料表面酸性等。究其原因在于第二组元的引入可显著改变Al_(2)O_(3)或TiO_(2)表面羟基环境,进而促进了活性金属前驱体在载体表面的锚定和分散,有利于更多NiMo(W)S活性相的形成,提升了催化剂的加氢脱硫性能。

Cu/ZnO催化剂的金属载体相互作用及其对糠醛加氢制糠醇反应性能的影响

采用共沉淀法制备了系列Cu/Zn比不同的Cu/ZnO催化剂,研究了Cu/Zn比与金属载体强相互作用(SMSI)的关系及其对糠醛气相加氢制糠醇催化反应性能的影响。XRD、H2-TPR、SEM、HRTEM和XPS等表征结果显示,Cu/ZnO催化剂中的金属载体强相互作用改变了催化剂的微观结构。ZnO载体对活性金属Cu颗粒具有不同程度的几何修饰,影响了Cu表面的电子状态。不同Cu/Zn比的Cu/ZnO催化剂的SMSI作用顺序为:20Cu/ZnO>40Cu/ZnO>60Cu/ZnO>80Cu/ZnO。在同一反应条件下,20Cu/ZnO催化剂的糠醛转化率高于80%的时间仅为5 h,而60Cu/ZnO催化剂的糠醛转化率高于80%的时间可以达到28 h,表明适当的SMSI作用有利于提升Cu/ZnO催化剂在糠醛加氢反应中的稳定性,而过强的SMSI作用会抑制其催化活性。

富油煤焦油中多环芳烃加氢饱和反应研究进展

【意义】多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是煤焦油中最主要的成分之一,通过加氢饱和可制取具有高能量密度和高热稳定性的喷气燃料。通过分析PAHs加氢过程特点,指出PAHs自身的共振能和加氢中间产物的空间位阻,以及原料和中间产物在催化剂活性位上的竞争吸附是PAHs加氢饱和的关键难题。【进展】综述了近年来PAHs加氢饱和催化剂的研究进展,分析了影响催化剂性能的本质原因,指出提高催化剂活性金属组分的分散度、减小催化剂金属颗粒尺寸可以使催化剂具有更多的加氢活性位点,活性金属适宜的缺电子状态能促进PAHs分子在活性位点上的吸附活化,抑制竞争吸附带来的不利影响。具有丰富孔道和介孔(6~8 nm)结构的催化剂载体有利于PAHs和加氢中间产物的扩散,降低加氢中间产物的空间位阻对加氢反应的不利影响,同时可提供更多的反应表面,促进深度加氢反应进行。酸性适宜的载体可以与活性组分产生相互作用,促进活性组分形成适宜的缺电子状态。总结了PAHs加氢饱和过程的热力学和动力学特征,PAHs加氢反应为放热可逆反应,平衡常数和平衡转化率随反应温度降低而增大,随反应压力的升高而增大,PAHs的扩散性随反应温度的升高而增强,吸附常数随饱和环数的增加而减小。【展望】最后,从催化剂活性组分和载体的设计及调控、PAHs加氢饱和过程热力学和动力学研究等方面提出了研究建议。对煤焦油中PAHs加氢饱和过程及其催化剂的分析和讨论将为富油煤资源高效开发利用提供有益指导。

多环芳烃双效耦合加氢催化剂制备及其加氢性能

多环芳烃加氢饱和既有利于环境保护,还能促进煤焦油的高效率利用。以煤焦油中(210~360)℃富含2-4环多环芳烃馏分为研究对象,采用加氢饱和催化剂与分子筛催化剂作为双效耦合催化剂,对不同反应条件下煤焦油催化加氢反应性能进行研究。结果表明,双效耦合催化剂具备分子筛催化剂与加氢饱和催化剂的催化特性,同时具备两者相互作用较小的稳态结构,且其在多环芳烃催化加氢反应中的活性介于分子筛催化剂和加氢饱和催化剂之间;活性金属组分Ni和Mo在催化剂表面分布稳定均匀。各操作条件对多环芳烃加氢性能存在不同程度的影响,双效耦合催化剂耦合比为4∶6时,多环芳烃催化加氢性能优于其他耦合比催化剂,在反应温度380℃、氢初压8.0 MPa、反应时间60 min和剂油比5∶100条件下,具有较好的加氢性能。馏分油多次选择性加氢后,饱和分量明显增加,胶质和芳香分量明显减少。

原子尺度钼系加氢脱硫催化剂的研究进展与展望

深入探讨了原子尺度钼系加氢脱硫催化剂在加氢脱硫反应中的研究进展。重点关注了MoS_(2)和Co(Ni)MoS微观结构对催化性能的影响,以及活性氢原子生成、硫化条件对催化剂结构和活性的影响。探讨了不同类型MoS_(2)和Co(Ni)MoS边缘结构与加氢脱硫性能的构效关系,强调了MoS_(2)边缘的硫-氢基团在反应中的关键作用。此外,详细讨论了噻吩分子在催化剂表面的吸附方式,加深了对噻吩的加氢脱硫机理的了解。最后,强调了载体Al_(2)O_(3)表面氢溢流效应的重要性,通过调控氧化铝载体表面的羟基基团与钼酸根的相互作用,提高了催化活性。总体而言,这些研究结果突显了微观结构在催化活性调控中的关键作用,为提高工业加氢脱硫反应速率提供了有力的支持。

油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油催化剂研究进展

第二代生物柴油作为一种重要的石化柴油替代燃料,具有较好的应用前景,催化剂是制约其发展的重要因素。综述了油脂加氢脱氧催化剂的研究新进展,重点论述了油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油的反应机制以及催化剂的活性组分、助剂、载体等,分析了催化剂失活的原因,并指出了今后的发展方向。贵金属基催化剂价格昂贵,导致生物柴油生产工艺的成本高,限制了其大规模的工业化生产和技术发展;过渡金属基催化剂价格便宜,但存在催化效果较差、催化剂容易失活等问题;助剂和载体也极大地影响催化剂的活性、选择性和稳定性。综上,对非贵金属基催化剂改性、添加助剂或采用改性复合载体,开发新型、高效、稳定性好的油脂加氢脱氧催化剂是今后的发展方向。

活性炭对CFC-113加氢脱氯Cu-Pd催化剂反应性能的影响

以木制炭AC-1、沥青炭AC-2为载体,制备负载Cu-Pd双组分催化剂,用于三氟三氯乙烷(CFC-113)加氢脱氯制备三氟氯乙烯(CTFE),发现两种载体催化剂均表现出较高的初始活性,但AC-2催化剂在短时间内迅速失活。化学吸附和XRD表明,AC-1催化剂具有更高的Pd分散度,Cu晶粒尺寸相对较大;XPS和TPR分析表明,AC-2催化剂表面金属还原温度低于AC-1,但后者表现出更集中的Cu物种分布。载体表面官能团的不同会导致催化剂反应性能的差异,AC-2表面较高的羧基浓度有利于Cu的吸附和分散,但Cu在反应过程中易受HCl的作用而产生物种以及价态的变化,而木制炭催化剂稳定性优于沥青炭可能与其表面较为单一、集中分布的Cu物种有关。

分子筛负载Pt催化剂酸性位点调控及对蒽深度加氢性能的影响

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY分子筛,通过水热合成方法制备酸性适中的复合介-微孔载体,通过等体积浸渍法将贵金属Pt负载在复合酸性载体上,经蒽饱和加氢探针反应研究发现,当总酸量为144.4μmol/g时,全氢蒽的选择性达到99%。通过电镜分析表征发现水热复合后Pt/Al-SBA15+USY催化剂形貌呈棒状,其内部为USY,外部为Al-SBA15,此时Pt/Al-SBA15+USY保持各自原有的孔径,分别为9.6nm和0.8nm左右。Pt纳米颗粒有较高的分散性,最优尺寸为3.03nm。对比分析显示,Al-SBA15与USY分子筛水热合成制备的复合载体,其酸量较二者机械混合后的分子筛载体酸量有所降低,从而导致饱和加氢反应能力提升。

碳五馏分中二烯烃选择性加氢催化剂的研究进展

总结了用于不饱和烃选择性加氢催化剂的研究进展以及发展前景;重点介绍了近年来对于贵金属Pd基催化剂进行改性处理以提高产物选择性以及非贵金属等金属催化剂的优化策略;对二烯烃选择性加氢催化剂的制备策略进行了进一步的展望。

NiW/γ-Al_2O_3催化剂的低温煤焦油加氢性能研究

以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Ni/W原子比的低温煤焦油加氢处理催化剂,并以BET、XRD、H2-TPR和TG对催化剂进行表征。在固定床反应器中,以低温煤焦油小于350℃馏分作为原料对催化剂进行了加氢性能的评价,并采用蒸馏、GC/MS、荧光指示剂吸附及元素分析对原料及产物的馏分分布及组成进行了分析。结果表明,NiO和WO3在载体上形成了均匀分散,NiO含量较低时与γ-Al2O3有较强的作用力而难以还原。当Ni/W原子比为0.38时,酚类化合物的转化率、航煤馏分选择性以及产物中环烷烃和氢化芳烃的含量均最高,加氢脱硫(HDS)活性、加氢脱氮(HDN)活性及产物的H/C原子比也最高,说明Ni/W原子比为0.38时,NiW/γ-Al2O3催化剂对煤焦油加氢处理具有较好的效果。

煤焦油加氢脱氮反应网络及催化剂研究进展

煤焦油加氢精制生产车用燃料是提高煤焦油附加值及煤焦油清洁利用的有效手段,煤焦油中含氮化合物复杂多样,如何高效脱出含氮化合物中的氮原子是开发煤焦油加氢脱氮催化剂的研究重点。本文简述了煤焦油中含氮化合物的分布情况及特点,综述了煤焦油中吡啶、喹啉、吲哚等典型含氮化合物的加氢脱氮反应网络的研究现状;加氢脱氮催化剂的研究现状从加氢脱氮反应机理、活性组分、载体、助剂4个方面进行了论述。最后针对煤焦油中含氮组分复杂多样的特性提出了研发高效煤焦油加氢脱氮催化剂的一些新方向。

NiW/Al_2O_3-Y催化剂的制备及其对煤焦油加氢处理的研究(英文)

以不同比例的γ-Al2O3和Y型分子筛为混合载体制备NiW/Al2O3-Y催化剂,采用N2低温吸附、XRD、H2-TPR和NH3-TPD对其进行表征,并在固定床上通过甲酚-萘溶液的加氢处理反应对催化剂活性进行评价。结果表明,催化剂均具有良好的加氢脱氧及加氢饱和性能,异构化及裂化产物随分子筛含量的增加而增加,催化剂酸性增加更有利于萘加氢产物中反式十氢萘的生成。以较佳催化剂对低温煤焦油馏分进行加氢处理,采用GC-MS和元素分析等对油品进行分析。原料中绝大部分酚类化合物及双环芳烃转化为茚、环烷烃和氢化芳烃等化合物,同时明显降低了杂原子尤其是硫和氧的含量。

重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究

在3×400 mL固定床加氢中试装置上评价了重油固定床加氢催化剂(包括重油加氢保护剂、重油加氢精制催化剂和芳烃饱和催化剂)用于中/低温煤焦油加氢改质的效果。中试条件为:原料体积空速0.8 h-1(按加氢精制催化剂计算),反应压力12.0 MPa和13.5 MPa,氢油比1 200∶1,保护剂床层平均反应温度270℃,精制催化剂床层平均反应温度350℃,芳烃饱和催化剂床层平均反应温度360℃,在2个操作压力下各运转120 h。结果表明:提高煤焦油加氢改质反应压力,有利于杂原子的脱除。煤焦油经过加氢改质后,残炭、杂原子、芳烃含量大大降低,各馏分产品性质明显改善。产物中石脑油馏分含量增加,芳烃潜含量高,可作为优质的催化重整原料;柴油馏分含量基本不变,硫、氮含量低,凝点低,可作为优质的柴油调合组分;蜡油馏分含量明显降低,残炭和金属含量少,可作为优质的催化裂化原料。上述结果表明将重油固定床加氢催化剂用于煤焦油加氢改质在技术上是可行的。

不同金属含量Ni-W催化剂的煤焦油加氢脱硫脱氮性能研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了五种金属原子比相同而金属负载量不同的Ni-W基催化剂。通过X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、程序升温脱附(NH_3-TPD)、氮气吸附、高分辨透射电镜(HRTEM)等技术对催化剂进行了表征。在固定床反应器中,以中低温煤焦油为原料,考察了催化剂的加氢脱氮(HDN)和加氢脱硫(HDS)性能。结果表明,当Ni/W原子比为0.786时,负载金属后,催化剂的总酸量减少,且以中强酸为主。随着金属负载量的增加,催化剂的硫化程度逐渐增加,HDN活性先增加后降低,当WO_3负载量为24%时达到最优值,而HDS活性逐渐增强。

磷改性NiW/γ-Al_2O_3催化剂加氢处理低温煤焦油

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列不同P含量的NiW/γ-Al_2O_3催化剂,并采用固定床加氢装置对催化剂进行评价。通过XRD、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD、SEM、FTIR、GC-MS等方法对催化剂的物化性质及产品油进行了表征。表征结果显示,P改性后催化剂的比表面积和孔径减小,中孔和大孔增多;助剂P含量(w)在0.8%~1.6%的范围内,催化剂硫化态组分在催化剂表面分布均匀;助剂P的加入使催化剂总酸量先增加后降低,催化剂NiWP-0.8的总酸量最大;酸性分布发生变化。实验结果表明,催化剂中加入助剂P有助于煤焦油的加氢轻质化。当助剂P的加入量为0.8%(即催化剂NiWP-0.8)时,产品油中链烷烃和环烷烃含量为最大值,而芳烃和其他化合物含量为最小值;加氢脱硫、加氢脱氮、芳烃饱和加氢和加氢脱氧反应活性最高;产品油中S,N脱除率均达到了97%以上。

煤焦油加氢裂化反应及其催化剂的研究

以煤焦油为原料,研究加氢裂化反应类型及反应产物油馏分的调制机理。以γ-Al2O3为载体,Mo、Ni为加氢活性组分,采用分步浸渍法制备负载型MoO3-NiO/γ-Al2O3加氢裂化催化剂。在高压反应釜上考察反应压力、反应温度对煤焦油加氢催化裂化反应的影响,比较了3种不同NiO质量分数的催化剂加氢活性,实验结果表明,NiO质量分数为3.68%的催化剂活性最好,并获得了低硫、低氮、低芳烃的反应产物油。

煤焦油加氢催化剂的研究进展

介绍了煤焦油的性质及特点,以及国内外煤焦油加工的现状。从加氢催化剂载体的角度,阐述了传统γ-Al2O3、改性γ-Al2O3、多孔材料的特征以及它们在加氢催化反应中的应用。最终结合煤焦油催化加氢特点,展望了介-微孔复合材料作为催化剂载体的优势所在一具有适当的孔径、比表面积及酸性。

基于绿色化学原理的煤焦油加氢工艺环保改进研究

随着大众环保意识的不断提高,对传统化工生产过程的环境友好性改进成为了行业研究热点。煤焦油作为一种重要的化工原料,其加氢处理过程中存在的环境问题亟需解决。本文基于绿色化学原理,对煤焦油加氢工艺的环保改进展开了深入的研究。通过选择环境友好型催化剂、优化工艺参数、实现副产品的有效资源化利用,提出了一系列环保改进措施。实验结果表明,这些改进措施能够显著降低有害物质的排放,提高煤焦油的加氢效率和产品质量,具有明显的环境效益和经济效益。

焦炉煤气噻吩加氢脱硫催化剂的HDS活性及其选择性研究

为了解决焦炉煤气加工过程中,焦炉煤气中含有稳定、难脱除、杂环结构的硫化物噻吩对反应的影响。本文对不同气氛效应及不同孔结构载体下催化剂活性以及选择性进行研究,发现不同气氛条件下和不同载体结构下C_(4)H_(4)S的加氢转化率随温度的提升呈现出不断增大的趋势。同时在N_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(6)气氛条件下催化剂对C_(4)H_(4)S的加氢转化率影响较小,而催化剂在C_(2)H_(4)气氛条件下对C_(4)H_(4)S的加氢转化率影响较大;在相同反应温度下,随着催化剂孔体积的增大,此时的HDS活性也呈现逐步增高的趋势。为焦炉煤气高效应用做出贡献。