Zr改性Y分子筛中油型加氢裂化催化剂设计制备

采用等体积浸渍法对Y分子筛进行了Zr修饰改性,系统考察了不同用量Zr对改性Y分子筛的结构、催化剂的理化性质和加氢裂化反应性能的影响规律。通过XRD、NH_3-TPD、H_2-TPR和TEM等方法对改性分子筛和催化剂进行表征分析。结果表明:Zr改性降低了Y分子筛的酸量,随着改性Zr用量的增加,这种变化趋势不断增大。同时,Zr改性有效地削弱了分子筛催化剂中金属活性组分与载体间的作用,提高了W物种在催化剂表面的分散程度。加氢裂化反应结果表明:与Y分子筛催化剂相比,Zr改性Y分子筛催化剂的减压馏分油(VGO)转化率降低,中间馏分油选择性提高约20%,随着改性Zr用量的增加,VGO的转化率不断降低,中间馏分油选择性略有增加。     

费托合成油加氢生产马达燃料工艺技术研究

针对费托合成油特殊的组成结构开发了加氢裂化生产清洁交通运输燃料的专用催化剂,催化剂采用特殊改性的裂化组分和新制备方法,使分子筛和加氢金属在催化剂中分布更均匀,提高加氢裂化催化剂的异构性能,在获得较高中间馏分油收率的同时,大幅度改善柴油的低温性能。工艺研究结果表明:采用单程一次通过生产中间馏分油时,转化率不宜超过50%,转化率的提高会导致中油选择性的降低,同时影响柴油十六烷值;采用尾油循环的工艺流程时,中间馏分油收率大幅提高,可以达到70%(m)以上,是多产中间馏分油较为适宜的工艺流程。     

Y分子筛/介孔Al-SBA-15复合材料与脱铝Y分子筛的表征和重油加氢裂化性能

采用两步法和水热-化学方法制备了具有高水热稳定性的Y分子筛/介孔Al-SBA-15复合材料和含有介孔的脱铝Y分子筛,用浸渍法制备了加氢裂化催化剂,并利用XRD、N2 吸附、SEM、XRF和TEM等分析手段对Y分子筛/介孔Al-SBA-15复合材料、含有介孔的脱铝Y分子筛及其催化剂的物化性质进行了对比分析。相同条件下催化剂的重油加氢裂化性能对比评价结果表明,以Y分子筛/介孔Al-SBA-15复合材料为载体的加氢裂化催化剂的中间馏分油收率和中油选择性高达66.21%和84.5%,比以脱铝Y分子筛为载体的催化剂分别提高了5.68%和5.7%。     

THHC-I轻油型加氢裂化催化剂的研究开发与工业化生产

针对高氮、环烷基特性的馏分油多产重整原料加氢裂化工艺,本文通过改性Y分子筛硅铝比、载体中分子筛含量与催化剂中Ni-Mo金属含量的优化,经过中试制备、工业放大与工业化生产,成功地开发出THHC-I加氢裂化催化剂。工业生产THHC-I加氢裂化的物理化学性质与催化剂性能及中试制备、工业放大的催化剂相当,催化剂对舟山焦化重馏分油的1500h中试评价结果为:345℃馏分转化率75.8%,170℃石脑油收率42.7%,石脑油中硫含量为1μg/g,氮含量为0.6μg/g,柴油中硫含量为5μg/g,氮含量为3μg/g。表明THHC-I加氢裂化对焦化重馏分油具有优异的加氢裂化活性、轻油选择性与稳定性。该催化剂完成30t的生产,并成功应用于舟山石化焦化重馏分油加氢裂化多产重整原料工艺中。     

FC-40高中油型加氢裂化催化剂的研制及工业应用

应对国内市场对清洁中间馏分油需求的不断增长,FRIPP 开发了新一代多产优质中间馏分油的FC-40高中油型加氢裂化催化剂。该催化剂采用复合技术改性的HSSY分子筛作为催化剂的主要裂解组分,纳米级无定形硅铝为辅助裂化组分,金属W-Ni组合为加氢活性组分,通过制备方法上的优化,使得酸性裂化组分与金属加氢组分能很好的匹配,提高了催化剂的活性、中油选择性和产品质量。工艺研究结果表明,FC-40加氢裂化催化剂的活性和中间馏分油选择性均优于同类参比催化剂,同时具有很好的温度敏感性和原料油适应性。2008年,FC-40催化剂在H炼厂120万t/a加氢裂化装置上进行了成功的工业应用,取得了良好的应用效果。     

中油型加氢裂化催化剂工艺条件的影响

以NNY分子筛和Hβ分子筛为酸性组分,以γ-Al₂O₃为载体原料、Ni-W为金属组分、P为改性剂,采用较合适的配比利用挤条成型法和等体积饱和浸渍法制备较优的中油型加氢裂化催化剂,并针对此催化剂,在恒压15 MPa条件下,反应温度、空速和氢油体积比的变化对加氢裂化过程中馏分油转化率、产品分布、中油选择性和HDS、HDN效果的影响进行探究。结果表明,随着反应温度升高,转化率增大,产品分布向轻组分偏移,脱硫率和脱氮率增加,但中油选择性降低;随着空速增大,转化率、脱硫率和脱氮率均降低,中油选择性增大;随着氢油体积比增大,转化率、脱硫率和脱氮率先增大后趋于稳定,产品分布和中油选择性基本不变。在反应压力15 MPa、反应温度380 ℃、空速0.7 h^-1和氢油体积比1 500∶1条件下,转化率84.6%,中油选择性91.3%,生成油硫含量9.28 μg·g^-1,氮含量1.46 μg·g^-1。     

新型介孔分子筛加氢裂化催化剂的研制

研究了一种最大量生产中间馏分油的新型介孔分子筛加氢裂化催化剂，200 mL一段串联加氢装置评价结果表明，在控制原料＞350 ℃馏分油75%的高转化率条件下，C_⁺⁵液收98.6%，加氢裂化生成油中最大量柴油馏分收率为67.36%，中油选择性79.2%，能满足工业装置最大量生产中间馏分油的需要。重石脑油芳潜收率为41.16%，尾油BMCI值5.9，是理想的重整原料和蒸汽裂解制乙烯原料。     

加氢裂化催化剂中分子筛的研究进展

从加氢裂化反应机理出发深入分析了分子筛在加氢裂化反应过程中的作用,主要阐述了Y型分子筛、β分子筛和复合分子筛加氢裂化催化剂的研究进展。Y型分子筛具有开环选择性和裂解环状烃活性高的特点;β分子筛具有开放式孔道结构,能有效降低二次裂解的几率,可以提高中间馏分油的收率和生产高质量的燃料油和尾油产品;复合分子筛可协同发挥不同分子筛的作用,能够拓宽加氢裂化催化剂的产品灵活性和操作灵活性,延长装置的运行周期,越来越多的研究者致力于复合分子筛的研究。     

Y分子筛处理方式对催化剂及费托蜡加氢裂化性能的影响

选择Ni／W为加氢金属组分,金属改性Y和Al2O3作为载体,制备不同金属溶液处理加氢裂化催化剂,采用加氢金属溶液调节NH4Y分子筛的物化性质,考察金属预处理方式对催化剂物性结构及加氢裂化反应性能的影响。结果表明,经金属溶液处理后,催化剂活性和柴油选择性比非金属溶液处理的催化剂均有显著提高。NH4Y分子筛经过偏钨酸铵溶液处理后,W^6＋进入分子筛孔道或笼内,与酸性位形成较强的离子键,降低催化剂的B酸,同时使金属离子与酸性位点间的距离适当减小,使得费托蜡加氢裂化在高转化率下得到较好的柴油选择性。     

FC-28型单段高中油型加氢裂化催化剂的工业放大

以改性Y型分子筛为主要酸性组分，钨镍为加氢组分，采用浸渍法制备了FC-28型单段高中油型加氢裂化催化剂。FC-28型单段高中油型加氢裂化催化剂工业放大结果表明，该催化剂制备工艺成熟可靠，重复性好，FC-28型放大催化剂的反应性能完全达到了实验室定型催化剂的水平。FC-28型单段高中油型加氢裂化催化剂工艺条件考察试验结果表明，该催化剂对工艺条件变化适应性强，中间馏分油产率高，活性适中，并具有较好稳定性。     

蒸气浸渍法制备完全无氯CuY催化剂及其氧化羰基化性能

以具有升华性质且易分解的乙酰丙酮铜为铜源,NH₄Y分子筛为载体,采用蒸气浸渍法制备了CuY催化剂,考察了其对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化性能,并采用XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段研究了催化剂上铜物种的分散状态、催化活性中心的含量及催化剂的酸强度和浓度,发现铜物种在Y分子筛载体上高度分散,且Y分子筛载体的晶体结构保持完好。在N₂∶H₂=12∶1的气氛中,250℃还原得到的催化剂CuY/250催化活性中心含量最高,催化活性也达到了最佳,其甲醇转化率为11.1%,碳酸二甲酯的时空收率和选择性分别为200.5mg/(g·h)和60.3%。     

Hydro-thermal cracking of heavy oils and its model compound

Liquid-phase cracking of vacuum gas oil (VGO) was performed over NiMo supported nonacidic catalysts under 713 K and 8.0 MPa of hydrogen in a batch reactor, which is termed hydro-thermal cracking. Compared with VGO thermal cracking under the same reaction conditions the new process showed the suppressed naphtha yield (from 22.4 to 13.5 wt.%) and VGO conversion (from 65.7 to 64.0 wt.%) and increased the middle distillate yield (from 44.3 to 49.3 wt.%). At the same conversion level, the yield ratio of middle distillates to naphtha for this new process was two times higher than that for VGO hydrocracking. The VGO hydrocracking over USY-supported NiMo proceeded at much lower temperatures but gave higher naphtha yields. Both the thermal cracking and the hydro-thermal cracking of n-dodecyl benzene (C₆H₅(CH₂)₁₁CH₃) yielded toluene as the major aromatic product, whereas its hydrocracking over NiMo/USY yielded benzene as the major aromatic product. The reaction mechanism of this new process was assumed to consist of thermal cracking of hydrocarbon molecules via the free radical chain mechanism and the catalytic hydroquenching of free radicals.     

多级孔分子筛对四氢萘加氢生产轻质芳烃的影响

以多级孔Y分子筛为酸性组分,四硫代钼酸铵为金属前驱物,采用孔饱和浸渍法制备预硫化型催化剂,采用XRD、BET、TEM、NH3-TPD和Py-IR等分析方法表征分子筛结构性质。以四氢萘为模型化合物,在高压加氢微反装置上考察多级孔Y分子筛对四氢萘选择性加氢裂化性能的影响。结果表明,与参比分子筛相比,介孔比例高、介孔孔径尺寸适宜、介孔集中度高和酸性适中的多级孔Y型分子筛能够强化四氢萘转化及提高C_6~C_(10)和C_6~C_8单环芳烃收率;介孔孔径尺寸过大或介孔集中度低会提高重产物收率。实验条件下,C_6~C_(10)和C_6~C_8单环芳烃收率分别可达41.5%和24.0%。     

钇掺杂三氧化二铁催化剂的脱硝性能研究

为提升三氧化二铁（Fe₂O₃）催化剂的脱硝性能,扩展催化剂的活性温度窗口,采用共沉淀法引入助剂钇（Y）元素对Fe₂O₃催化剂进行改性。通过X射线衍射（XRD）、氮气等温吸-脱附（N₂-BET）、X射线光电子能谱（XPS）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）等表征方法对样品进行了表征分析。XRD和N₂-BET结果表明,Y的掺杂使催化剂结构发生变化,比表面积增加、孔径减小。XPS和NH₃-TPD结果证明,Y掺杂Fe₂O₃具有更多的表面吸附氧（O_Ⅰ）、Fe²⁺以及更多的酸量。H₂-TPR结果表明,Y的掺杂使催化剂的氧化还原能力略有下降。测试了不同含量Y掺杂的Fe₂O₃催化剂在150~400 ℃的脱硝性能,其中Fe₉Y₁O _x 催化剂的脱硝活性最佳,在300 ℃达到81.8%。     

Ni-W/SSY-Beta-Al_2O_3柴油加氢转化催化剂研究

采用SSY型分子筛、不同硅铝比Beta分子筛与大孔氢氧化铝干胶混捏制备SSY-Beta-Al_2O_3载体,等体积浸渍法制备Ni-W/SSY-Beta-Al_2O_3加氢转化催化剂,采用BET、Py-IR、XRD、NH_3-TPD对制备的催化剂及载体进行表征。在100 mL固定床加氢装置上,工业Ni-Mo型柴油加氢精制催化剂与Ni-W/SSY-Beta-Al_2O_3加氢转化催化剂级配装填,以劣质催化裂化柴油为原料,对加氢转化催化剂进行活性评价。结果表明,随着Beta分子筛硅铝比的增加,催化剂表面的L酸中心先减少后增多,B酸中心先增加后减少,催化剂的弱酸酸量先增多后减少,中强酸与强酸酸量变化不明显。在氢油体积比700∶1、反应压力8.0 MPa、精制段反应温度360℃,体积空速1.25 h^(-1),转化段反应温度400℃,体积空速1.35 h^(-1)的条件下,CYB-3催化剂加氢转化产品液相收率高达97.73%,汽油馏分收率63.72%,辛烷值91.66,柴油馏分收率33.69%,十六烷值比原料提高8.96,凝点小于-35℃。     

FC-50中油型加氢裂化催化剂的反应性能及工业应用

介绍了以改性Y型分子筛为主要酸性组分、钨镍为加氢组分、采用浸渍法制备的FC-50中油型加氢裂化催化剂。催化剂具有较高的中油选择性和良好的稳定性,生产灵活性强,可在较大的转化深度范围操作。2010年6月,FC-50催化剂在中国石油化工股份有限公司镇海炼油化工股份有限公司1.2 Mt·a^-1加氢裂化装置上进行工业应用试验,工业标定结果表明,FC-50催化剂加氢性能好,目的产品选择性高,气体产率低,产品质量优,满足炼油厂的实际使用需求。     

Zeolite-mediated removal of NOx by NH3 from exhaust streams at low temperatures

NH₃ stored on zeolites in the form of NH₄⁺ ions easily reacts with NO to N₂ in the presence of O₂ at temperatures <373 K under dry conditions. Wet conditions require a modification of the catalyst system. It is shown that MnO₂ deposited on the external surface of zeolite Y by precipitation considerably enhances the NO_x conversion by zeolite fixed NH₄⁺ ions in the presence of water at 400–430 K. Particle-size analysis, temperature-programmed reduction, textural characterization, chemical analysis, ESR and XRD gave a subtle picture of the MnO₂ phase structure. The MnO₂ is a non-stoichiometric, amorphous phase that contains minor amounts of Mn²⁺ ions. It loses O₂ upon inert heating up to 873 K, but does not crystallize or sinter. The phase is reducible by H₂ in two stages via intermediate formation of Mn₃O₄. The manufacture of extrudates preserving stored NH₄⁺ ions for NO_x reduction is described. It was found that MnO₂ can oxidize NO by bulk oxygen. This enables the reduction of NO to N₂ by the zeolitic NH₄⁺ ions without gas-phase oxygen for limited time periods. The composite catalyst retains storage capacity for both, oxygen and NH₄⁺ ions despite the presence of moisture and allows short-term reduction of NO without gaseous O₂ or additional reductants. The catalyst is likewise suitable for steady-state DeNO_x operation at higher space velocities if gaseous NH₃ is permanently supplied.     

增稠剂对NH4Al(SO4)2·12H2O蓄放热性能的影响

利用电热恒温水槽、高低温交变试验箱搭建蓄放热实验平台,研究了9种增稠剂对NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O蓄放热性能的影响,测试分析了NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O改性后的循环稳定性能。结果表明,质量分数为2%的黄原胶、1%的瓜尔豆胶或1%的羟乙基纤维素均能较好改善NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的放热性能且对相变潜热的削弱程度不大,对应改性NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的主要参数变化为：熔点分别降低1.0℃、1.3℃、1.3℃,蓄热时长分别增加94%、35%、9%,蓄热相变平台分别增加125%、63%、5%,过冷度分别减小43%、45%、34%,结晶过程温度变化分别减小84%、87%、73%,放热时长分别增加27%、11%、50%,相变潜热分别减小5.8%、8.3%、4.1%。增稠剂对NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O放热性能的改性效果会受到降解反应影响,而2%黄原胶的改性效果相对其他两种增稠剂较好,循环过程中改性材料的结晶过程温度始终保持在60℃以上。60次循环后,改性材料主要参数相比纯材料的变化为：熔点下降0.2℃,蓄热相变平台减小15%,蓄热时长增加13%,结晶过程温度变化减小87%,过冷度减小42%,放热时长增加36%,相变潜热减小1.6%。     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醇加氢制戊二醇的影响

采用共沉淀法制得物质的量比为n(Cu²⁺)∶n(Mg²⁺)∶n(Al³⁺)=10∶65∶25的CuMgAl类水滑石前体（CMA-HT），经过不同温度焙烧制得CuMgAl水滑石催化剂。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）、X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N₂-物理吸附、程序升温还原（H₂-TPR）、H₂-程序升温脱附（H₂-TPD）、CO₂-程序升温脱附（CO₂-TPD）和NH₃-程序升温脱附（NH₃-TPD）等对催化剂的结构进行表征，在高压反应釜中考察了CuMgAl水滑石催化剂催化糠醇（FFA）加氢制1,2-戊二醇（1,2-PeD）和1,5-戊二醇（1,5-PeD）的催化性能。研究结果表明，焙烧温度对催化剂的结构及其催化性能具有显著的影响，金属活性中心和碱性位随焙烧温度的升高先增加后减少。经600℃焙烧的CMA催化剂表面存在适宜的金属中心和碱性位，在金属位和碱性中心的协同催化下，表现出了优异的催化性能。在140℃，H₂压力为4 MPa的条件下，反应8 h，糠醇的转化率和戊二醇的收率分别达74.13%和58.36%。