油溶性分散型催化剂在渣油悬浮床加氢裂化反应中的作用

在高压釜中,考察了克拉玛依常压渣油(KLAR)在油溶性分散型催化剂存在下的悬浮床加氢裂化和H2气氛下的热裂化反应,对加氢裂化反应前后催化剂的存在形态进行了光学显微镜分析和X射线衍射(XRD)分析。实验结果表明,在相同的反应苛刻度下,KLAR悬浮床加氢裂化与热裂化反应相比,轻油收率虽略有降低,但产气率与结焦率大幅度降低,壁相结焦率由4.86%降到1.12%,总结焦率由5.67%降到2.28%。光学显微镜分析和XRD分析显示,催化剂的活性状态为NiS和Ni3S4硫化物种;反应前催化剂在渣油中均匀分散,并活化H2得到H·自由基以饱和大分子自由基、抑制结焦;反应后期催化剂被反应中生成的焦炭包覆,成为炭沉积的载体以减少反应器壁的结焦。     

孤岛渣油在分散型催化剂存在下加氢裂化反应的研究——Ⅰ.分散型催化剂的初步筛选

本文考察了5种油溶性催化剂和8种水溶性催化剂对孤岛渣油加氢转化的效果。试验结果证明:水溶性催化剂的高分散加入法是十分有效的、可行的。在所试验的催化剂中,油溶性催化剂二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)和二烷基二硫代磷酸钼(MoDTP),以及水溶性催化剂钼酸铵、磷钼酸铵和硫代钼酸铵的活性较高。     

分散型环烷酸钴催化剂的制备及其在重油悬浮床加氢裂化中的应用

采用皂化反应和复分解反应合成了适用于重油悬浮床加氢裂化反应的分散型环烷酸钴催化剂,并优化了合成条件;通过光学显微镜、激光粒度仪、XRD和SEM方法对硫化后的催化剂进行了表征;通过釜式反应评价了该催化剂在委内瑞拉380号燃料油悬浮床加氢裂化反应中的性能。实验结果表明,合成分散型环烷酸钴催化剂的优化条件为:在皂化反应中,NaOH质量分数15%,环烷酸与NaOH摩尔比1∶0.995,皂化温度95℃,皂化时间3 h;在复分解反应中,CoSO4溶液质量分数15%,以滴加方式加入CoSO4溶液,复分解反应温度90℃,复分解反应时间2 h。该催化剂硫化后颗粒分散度较大,团聚不明显,表面粗糙,有较大的比表面积,主要以立方晶系Co9S8晶型存在,并对重油悬浮床加氢裂化反应有较好的抑焦效果。     

供氢剂与分散型催化剂对加氢裂化的协同作用

在实验室考察了复合使用不同供氢剂与不同的分散型催化剂对劣质减压渣油加氢裂化的协同作用,以改善渣油的深度加工。试验结果表明,与相同的油溶性分散型催化剂复合使用不同的供氢剂,供氢剂的供氢活性较高,在高转化率下,对渣油缩合反应的抑制作用较大,在相同供氢剂下复合使用的分散型催化剂加氢活性越高,对渣油的缩合反应有更大的抑制作用。添加供氢前身物也可以起到与供氢剂类似或相同的作用,说明掺炼这两类物质是劣质渣油深度加工的有效方法。     

孤岛渣油在分散型催化剂存在下加氢裂化反应的研究 Ⅱ.反应条件的影响

本文考察了在分散型催化剂磷钼酸铵(1000μg/g,以Mo计)存在下,反应温度、时间、氢初压和催化剂加入量等因素对孤岛渣油加氢裂化反应的影响;并初步考察了催化剂循环使用的可能性。     

渣油悬浮床加氢裂化油溶性催化剂性能

 考察了 Mo、Ni、Co 3种自制油溶性催化剂在渣油悬浮床加氢裂化反应中的催化效果,并通过光学显微镜、激光粒度仪、XRD 和 SEM 表征了它们硫化后的性质。结果表明,在渣油悬浮床加氢裂化条件下,油溶性Mo催化剂加氢活性最高,油溶性Mo催化剂比油溶性Ni 催化剂和油溶性Co催化剂更易发生硫化,硫化后的油溶性Mo催化剂颗粒数目较多,发生了团聚现象,形成较大的颗粒,主要以MoS₂(六方晶系)晶体存在,且呈微晶状态。     

中东渣油悬浮床加氢裂化反应产物及总硫分布的研究

以中东含硫渣油为原料，在高压釜中进行不同反应类型和不同分散型催化剂的悬浮床加氢裂化反应，分析产物分布及其中总硫分布。加氢活性高的催化剂具有较强的抑制反应产物二次裂解的能力，并且有较强的硫元素脱除能力。反应添加硫化剂对于含硫渣油的裂化产物及总硫分布没有明显的影响；加入供氢剂抑制了缩合反应及裂化反应，同时促进了硫的脱除。     

分散型催化剂作用下渣油临氢热反应行为的研究

采用微型高压釜，对克炼常渣、辽河稠油减渣以及新疆轮古稠油常渣在分散型催化剂作用下的临氢热反应行为进行了研究。结果表明，在较低的反应苛刻度下，甲苯不溶物的产率变化趋势比较平缓，而较高的反应苛刻度下，甲苯不溶物产率则迅速增加。在相同的反应苛刻度下，这三种渣油裂化产物产率的大小顺序为克炼常渣>辽河减渣>轮古常渣，而缩合产物产率的大小顺序为轮古常渣>辽河减渣>克炼常渣。集总动力学的研究结果表明，克炼常渣一级反应活化能最低，而二级反应的活化能最高；而轮古常渣一级反应活化能最高，而二级反应活化能最低，辽河减渣介于二者之间。     

用油溶性双金属催化剂加氢裂化处理辽河减压渣油

用２００μｇ／ｇ（以渣油中的金属为基准）二烷基二硫代氨基甲酸钼、环烷酸镍、环烷酸铁等几种油溶性催化剂或其混合物在氢初压７．０ＭＰａ、温度４３０℃、反应时间１ｈ的操作条件下裂化处理辽河减压渣油，结果表明，双金属催化剂体系中存在着轻微的协同效应，当铁、钼（或镍）两种金属含量的质量比在２∶３附近时，协同效应最为显著，但在抑制生焦反应的同时，也降低了渣油的转化率。催化剂的活性形式是非化学计量的硫化物，在多组分体系条件下形成复合硫化物。     

分散型催化剂的硫化对悬浮床加氢裂化反应的影响

在反应釜中考察了单质钼的硫化对氘代异丙苯加氢裂化的影响、考察了Ni(NO₃)₂的硫化对叔丁基苯和正丁基苯加氢裂化的影响、以Ni(NO₃)₂为主催化剂的分散型催化剂的硫化对渣油悬浮床加氢裂化的影响。结果表明,Mo作用下氘代异丙苯侧链上的氢与环境中的氢发生置换的速度较快,Mo＋CS₂作用下苯环上的氢与环境中的氢发生置换的速度较快。Ni(NO₃)₂催化剂的硫化对叔丁基苯和正丁基苯分子中氢与环境中氢的置换,产生类似的影响。催化剂的硫化对不易发生自由基热反应的氘代异丙苯和叔丁基苯的氢解裂化反应和缩合反应都有促进作用;对易于发生自由基热反应的正丁基苯的缩合反应同样具有促进作用,但对正丁基的自由基裂化反应和氢解裂化反应具有抑制作用。以Ni(NO₃)₂为主催化剂的分散型催化剂的硫化,抑制了渣油的裂化,促进了甲苯不溶物的生成,因此,悬浮床加氢裂化过程中催化剂的硫化并不是必需的过程。     

油溶性催化剂存在下委内瑞拉劣质重油悬浮床加氢活性评价

制备了一种油溶性加氢催化剂。紫外光谱（UV）和红外光谱（IR）分析结果表明,合成产物含有目标有机基团的特征吸收谱带;原子吸收光谱（AAS）分析结果表明,催化剂活性组分Mo质量分数为5.44%;油溶性试验结果显示,该催化剂不溶于水、具有良好的有机溶剂互溶性。在高压反应釜中考察了反应温度、反应压力及催化剂加入量对委内瑞拉重油悬浮床加氢活性的影响,结果表明：油溶性催化剂对委内瑞拉劣质重油的悬浮床加氢反应具有较高的催化活性;当催化剂加入量为200 μg/g、反应温度为430 ℃、反应压力为8.0 MPa时,单位生焦轻油收率达42.69%。     

用于悬浮床加氢反应的水溶性Ni催化剂的预硫化

采用不同的分散及硫化过程，研究了水溶性分散型Ni催化剂的硫化，表征与评价了不同条件下形成的硫化态催化体系。结果表明，在300℃条件下硫化，不论是采用分别破乳还是共同破乳，水溶性Ni催化剂均形成了NiS2、NiS晶体。采用共同破乳方案比分别破乳形成的硫化态Ni晶体的平均粒度小，能够更好地抑制反应过程中大分子自由基之间的缩合生焦。笔者还制成了稳定性较好的硫化态Ni催化剂的液溶胶催化体系，考察了其在加氢反应中的抑焦活性。结果表明，该催化体系在原料油中能够高度均匀分散，在反应过程中具     

轮古稠油与煤焦油混合原料悬浮床加氢裂化研究

采用高压釜对轮古稠油和某煤焦油的混合油进行各种类型的反应研究，考察了反应条件以及催化剂浓度、稠油与煤焦油配比、供氢剂和蜡油循环对产物分布的影响。结果表明：在氢气和分散性催化剂存在下的悬浮床加氢裂化反应较之热裂化及临氢裂化反应有效地抑制了生焦及气体产率，增加了中间馏分油收率。较适宜的反应条件为：温度430℃、时间60 min、压力7.0 MPa；催化剂含量150 μg/g；稠油与煤焦油配比3:1。从生焦指数来看，镍催化剂的催化加氢性能优于铁催化剂。添加供氢剂以及蜡油循环均可抑制进料的裂化反应和生焦量，最大限度地提高反应转化率。     

辽河减压渣油悬浮床加氢裂化研究

在４￣２２ＭＰａ,４１０－４８０℃,添加１０μｇ＝ｇ钼分散型催化剂的条件下,考察了辽河索子里混合稠油的减压渣油另氢裂化性能。采用了效率因子来衡量反应条件的优劣。结果表明,尽管辽河减压渍不易转化,但在高温、高压和短反应时间的条件下,可以达到较高的转化率。在２２ＭＰａ,４８０℃,５ｍｉｎ的反应条件下,渣油画卖座经为低于５３８℃产物的转化率可达到８６％以上,甲苯不溶物收率低于７％。而在常规另氢条件（１０     

渣油悬浮床加氢裂化反应过程中Ni催化剂的形态与活性

 对水溶性Ni催化剂存在下的克拉玛依常压渣油加氢裂化反应不同反应时间反应产物中的催化剂进行了分离和抑焦活性评价. 结果表明, 在反应时间为1和2h时, Ni催化剂主要存在形式为NiS和Ni₃S₂; 反应3h后, NiS成分相对减少, Ni₃S₂成分相对增加, Ni₉S₈晶粒的衍射峰强度在不断增强;反应时间为4h时,主要存在的晶体类型是Ni₉S₈;不同晶体类型硫化态催化剂的抑焦活性不同, 水溶性Ni催化剂存在下的克拉玛依常压渣油加氢裂化反应最适宜的反应时间为1～2h.     

重质油悬浮床加氢技术新进展

综述了重质油悬浮床加氢工艺的最新进展,并对分散型催化剂的开发进展进行了系统的总结.重质油悬浮床加氢催化剂经历了非均相固体粉末催化剂和均相分散型催化剂两个过程,均相分散型催化剂又分为水溶性分散型催化剂和油溶性分散型催化剂两类.非均相固体粉末催化剂催化活性较低,而且致使尾油中含有大量的固体颗粒,处理和利用困难较大.分散型催化剂分散度较高,比表面积大,催化活性高,性能优越,是一种较为理想的催化剂.简要介绍了中国石油天然气股份有限公司和中国石油大学联合开发的新型重油悬浮床加氢技术.