CN111558376A - 一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111558376A CN111558376A CN202010396006.0A CN202010396006A CN111558376A CN 111558376 A CN111558376 A CN 111558376A CN 202010396006 A CN202010396006 A CN 202010396006A CN 111558376 A CN111558376 A CN 111558376A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- iron
- roasting
- hours
- hydrogenation catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 240
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 51
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 37
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 35
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 23
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 19
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- ULGYAEQHFNJYML-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Ca] Chemical compound [AlH3].[Ca] ULGYAEQHFNJYML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 6
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical group [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 26
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 24
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 21
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 17
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 13
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 9
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 9
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 9
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 8
- 241000219782 Sesbania Species 0.000 description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 5
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 5
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 5
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 5
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 5
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 4
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N dibenzothiophene Chemical class C1=CC=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- IYYZUPMFVPLQIF-ALWQSETLSA-N dibenzothiophene Chemical class C1=CC=CC=2[34S]C3=C(C=21)C=CC=C3 IYYZUPMFVPLQIF-ALWQSETLSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 nickel (cobalt) tungstate compounds Chemical class 0.000 description 2
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDVAIHNNWWJFJW-UHFFFAOYSA-N 3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydrocollidine Chemical compound CCOC(=O)C1=C(C)NC(C)=C(C(=O)OCC)C1C CDVAIHNNWWJFJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPFSGDXIBUDDKZ-UHFFFAOYSA-N 3-decyl-2-hydroxycyclopent-2-en-1-one Chemical compound CCCCCCCCCCC1=C(O)C(=O)CC1 FPFSGDXIBUDDKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 description 1
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005914 NiSx Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAFNAMHEPCFDRC-UHFFFAOYSA-N [W].[Mo].[Co].[Ni] Chemical compound [W].[Mo].[Co].[Ni] RAFNAMHEPCFDRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- VEPSWGHMGZQCIN-UHFFFAOYSA-H ferric oxalate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O VEPSWGHMGZQCIN-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- PVFSDGKDKFSOTB-UHFFFAOYSA-K iron(3+);triacetate Chemical compound [Fe+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O PVFSDGKDKFSOTB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 230000003335 steric effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/80—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/633—Pore volume less than 0.5 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
- C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
- C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供了一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用。以催化剂重量为100wt%计,该催化剂包括50‑80wt%的载体以及20‑50wt%的活性金属组分;其中,所述载体为C12A7‑O2‑‑C12A7‑H‑‑C12A7‑e‑‑Al2O3复合氧化物。本发明还提供了上述铁基加氢催化剂的制备方法以及在柴油和/或重油的催化加氢中的应用。本发明采用C12A7‑O2‑‑C12A7‑H‑‑C12A7‑e‑‑Al2O3的复合氧化物为载体,调控了催化剂中活性金属和载体之间的相互作用力,提高了活性金属表面活性氢物种的浓度,使得催化剂的加氢反应活性显著提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用,属于石油加工领域中的加氢催化剂技术领域。
背景技术
随着经济社会的高速发展,人们不再只单纯的追求物质满足,正逐渐向追求高质量的生活品质转变,这使得环境问题不可避免的成为了社会关注的焦点。石油作为重要的一次能源,其需求量随着社会的发展与日俱增。石油燃烧产生的SOx和NOx等是引发酸雨和雾霾等环境问题的重要源头。面对这一严峻的环保问题,全球各国均相继制定了越来越严苛的环保法规,以限制成品油中硫和氮的含量,推动油品质量升级,生产清洁油品。如何有效平衡原油的高硫劣质化趋势和社会对清洁油品的强烈需求之间的矛盾,是整个石油炼化行业,尤其是以燃料油为主要目标的石油炼制过程,所面临的核心问题。
加氢脱硫工艺作为油品加工领域重要的工艺过程,是生产清洁油品的关键技术,而其核心在于加氢催化剂的开发。目前,工业上常用的加氢脱硫催化剂是负载型Co(Ni)Mo(W)催化剂。CN101439289A公开了一种以尿素或氨水为反应助剂,采用载体孔内原位反应的方法使金属活性组分生成钼酸镍(钴)或钨酸镍(钴)类化合物,制备具有适中金属-载体相互作用的催化剂,使得活性金属的硫化性能显著提升,从而有效地提高了催化剂的加氢活性。CN1778872A公布了一种含分子筛的加氢脱硫催化剂,该催化剂以氧化铝和ETS钛硅分子筛的复合物为载体,以至少一种VIII族Fe、Co、Ni金属和至少一种VIB族Mo、W金属为活性组分。ETS钛硅分子筛的引入调变了催化剂表面的酸性,改善了金属组分与载体之间的相互作用力,提高了活性金属组分的分散度,从而提高了催化剂的加氢催化活性。CN101898148A公布了一种含L分子筛的催化裂化汽油选择性加氢脱硫改质催化剂。该催化剂以L分子筛和氧化铝为复合载体,以Co(Ni)Mo(W)为活性金属。L分子筛的引入调变了催化剂的酸性,使得催化剂具有优异的加氢脱硫、降烯烃、保辛烷值的性能。CN102533315A公布了一种催化裂化柴油加氢脱芳烃的方法,该催化剂以改性Y分子筛、改性Beta分子筛、非晶态硅铝和氧化铝为载体,以Ni和W为活性金属组分。将该催化剂用于处理劣质柴油馏分时,脱硫率及脱氮率均达97.5%以上,脱芳率达55%以上,柴油馏分收率达98wt%以上。同时,CN103372457A、CN102091652A、CN110721738A和CN110152723A等还分别公开了采用Y、TS-1、SnSAPO-5和SnAPO-5等分子筛调变催化剂酸性,从而提高催化剂加氢活性的方法。此外,CN101089129A公开了一种以无定型氧化铝,含硅氧化铝和含钛氧化铝中的一种或多种为载体,以Co(Ni)Mo(W)为活性金属,以磷、钾、氟中的一种或多种为助剂,针对劣质汽油的加氢脱硫方法。US3779903公开了一种以氧化铝溶胶为原料制得的特殊载体,以氧化钨为主要活性成分,氧化镍为助活性成分,氟为助剂的加氢催化剂。CN101439291A、USP5525211、EP0755995、US4330395和CN104250563A也公开了类似采用镁、钾、硼、磷、氟和有机化合物为助剂的加氢脱硫催化剂。
然而,石油经过近百年的大规模开发,高品质低硫原油资源逐渐枯竭,劣质高硫原油占比逐年增加。目前,全球含硫原油和高硫原油的产量占原油总产量的80%以上,其中硫含量在1%-2%的含硫原油已占到世界原油总产量的30%以上,而硫含量在2%以上的高硫原油更是达到了总产量的50%以上。这使得负载型Co(Ni)Mo(W)催化剂的催化活性越来越难以满足生产清洁油品的需求,故相继出现了以镍、钴、钨、钼的氧化物或硫化物作为主要组成的体相(Bulk)催化剂。US6582590公布了采用直接沉淀法制备体相加氢催化剂的方法,该方法是将可溶性钼酸盐和钨酸盐溶于水后与碱液混合,再将可溶性镍盐溶于水并在90℃保持,而后以一定速度加入钼、钨酸盐的碱溶液,最终经过过滤、干燥制得体相加氢脱硫催化剂。CN101255356A也公开了一种通过尿素熔融反应制备自身具有纳米孔道和较高比表面积的镍(钴)-钨(钼)体相催化剂的制备方法,使用该方法制得的催化剂具有较好的加氢处理活性。此外,US6712955、US6156695、US6783663、US6758963、CN101544904A、CN101153228A、CN101733120A、CN103657672A也公开了类似体相加氢催化剂的制备方法和应用,其均采用VIII族的钴、镍和VIA族的钼、钨中的一种或两种的组合作为活性组分金属,加氢脱硫的反应活性均显著高于参比催化剂。
综上,在加氢脱硫催化剂的开发上,研究者们在负载型催化剂的载体改性和助剂改性及体相催化剂的制备方面进行了大量的研究,且体相催化剂的加氢活性较高。然而,不论是负载型催化剂还是体相催化剂,研究者均不约而同的采用了以镍、钴等作为助剂,钼、钨作为主要活性金属组分的基本组合。因而也给此类催化剂带来了相同的短板,主要有:
(1)镍、钴、钼和钨在地壳中的丰度很低,导致其开采和提炼的难度高,成本高,使得加氢脱硫催化剂的成本较高并呈逐年上涨趋势。
(2)常规的催化剂制备方法已经很难使得催化剂活性得到进一步提升。这使得为获取高活性加氢脱硫催化剂而支出的费用猛增,进一步导致催化剂成本上涨。
(3)工业用加氢脱硫催化剂在制备过程中会产生含有大量金属离子的废液和固体废物,易对土壤、水体等造成污染,进而危及到动植物及人类自身的安全。
因此,研发出一种成本低廉且环境友好的汽柴油和重油加氢催化剂,仍是本领域亟待解决的问题,而通过对于加氢金属活性相的开发以及与之配套的制备方法的改进来研发更低成本的高效加氢催化剂将是未来加氢催化剂发展的重要方向。
Fe在元素周期表中位于VIIIB族,与Co、Ni相近,其具有类似加氢催化剂活性相金属未填满的d电子轨道和立方晶格或六方晶格结构,且Fe作为催化剂已经成功的应用于多种加氢反应,典型的如费托合成和合成氨反应。这使得铁基加氢催化剂的开发成为了可能。特别地,CN104383923A、CN104918698A、CN104383922A相继公开了一系列以铁为主活性相,Zn为第一助活性金属的负载型铁基加氢催化剂,使得单一铁组分的加氢活性成倍的提升。CN107185539A还公开了一种铁基加氢催化剂的制备方法,发现通过采用复合溶剂可使得铁基催化剂的活性进一步提升。这表明当以Zn为助活性金属时,铁基催化剂的活性可得到显著提升,而采用适当的制备方法可使得铁基催化剂的活性进一步提高。
作为一个加氢过程,活性氢在活性金属表面的浓度对催化剂活性的重要性不言而喻。B.Delmon等在文献(Journal of Catalysis 31(1973)264-273)中报道了Co8S9对MoS2的溢流氢效应,使得催化剂的加氢脱硫活性显著提升。同时,B.Delmon等(Applied CatalysisA:General 345(2008)152-157)还发现Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn的硫化物对Mo(W)S2均具有溢流氢效应,可提高催化剂表面的活性氢浓度,从而提升催化剂的加氢脱硫活性。N.Escalona等(Catalysis Communications 7(2006)1053-1056)发现CoSx和NiSx对MoS2的溢流氢效应,还可使得催化剂的加氢选择性上升。众所周知,受“空间位阻效应”的影响,烷基取代二苯并噻吩,特别是4,6位烷基取代的二苯并噻吩的脱除难度远远大于无取代基的二苯并噻吩(DBT)。如何有效的脱除此类具有“空间位阻效应”的含硫化合物是当前生产清洁油品的“拦路虎”。同时,研究表明具有“空间位阻效应”的烷基取代二苯并噻吩多以“平躺”吸附的方式吸附于催化剂表面的活性位点,使得其主要是以预加氢反应路径被脱除。因此,制备出具有高活性氢浓度的铁基催化剂显然将有利于催化剂加氢反应活性的提升。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用。
为实现上述目的,本发明提供了一种铁基加氢催化剂,其中,以催化剂重量为100wt%计,该催化剂包括50-80wt%的载体以及20-50wt%的活性金属组分;所述载体为C12A7-O2--C12A7-H--C12A7-e--Al2O3复合氧化物。
在上述铁基加氢催化剂中,所述载体优选为C12A7-O2--C12A7-H--C12A7-e--Al2O3复合氧化物,以载体重量为100wt%计,该载体包括C12A7-O2-1-5%,C12A7-H-5-20%,C12A7-e-1-20%,其余为Al2O3。
在上述铁基加氢催化剂中,优选地,以催化剂的重量为100wt%计,该催化剂包括主活性金属组分5%-30%,助活性金属组分5%-35%。
在上述铁基加氢催化剂中,优选地,所述活性金属组分以铁作为主活性金属组分,以钛、锌、铜、锰、镍、钒、钾、镉、磷、锆、铌、氟、镁、硼、稀土金属等中的一种或两种以上的组合作为助活性金属组分。
为实现上述目的,本发明还提供了上述铁基加氢催化剂的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)将铁盐和助活性金属组分的盐配制成混合溶液浸渍于Al2O3前驱体粉末上,经过干燥、焙烧,制得所述铁基加氢催化剂半成品;
(2)将C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-与所述铁基加氢催化剂半成品混合、挤压成型、干燥、焙烧制得所述铁基加氢催化剂。
在上述制备方法中,所述铁盐可以为硝酸铁,硫酸铁,氯化铁,醋酸铁,草酸铁,乙酰丙酮铁,磷酸铁,硫酸铁铵等中的一种或两种以上的组合;所述助活性金属组分的盐可以包括助活性金属组分的硝酸盐,硫酸盐,氯化盐,有机酸盐和磷酸盐等中的一种或两种以上的组合。
在上述制备方法中,在步骤(1)中,混合溶液的浸渍时间可以控制为1-6小时,优选为1-3小时。
在上述制备方法中,所述Al2O3前驱体粉末可以为市售拟薄水铝石。
在上述制备方法中,在步骤(1)中,所述干燥可以是在80-160℃干燥4-16小时。
在上述制备方法中,在步骤(1)中,所述焙烧可以是在300-700℃焙烧3-10小时。
在上述制备方法中,在步骤(2)中,所述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-与所述半成品混合后充分研磨,然后添加助挤剂和粘合剂,再次混合均匀。其中,所述研磨可以是在1000转/min-10000转/min充分研磨2-12小时。
在上述制备方法中,所述助挤剂可以为淀粉、田菁粉、聚乙二醇、甲基纤维素等中的一种或几种的组合,以各组分的总重量计,其添加量为1-10wt%,优选为3-8wt%。
在上述制备方法中,所述粘合剂可以为硝酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、乙二酸等中的一种或几种的组合,以各组分的总重量计,其添加量为1-10wt%,优选为3-8wt%。
在上述制备方法中,所制备的催化剂的外形可以为圆柱形、三叶草形、颗粒状或齿球状。
在上述制备方法中,在步骤(2)中,所述干燥可以是在80-160℃干燥4-12小时。
在上述制备方法中,在步骤(2)中,所述挤压成型后的催化剂的焙烧过程优选为在惰性气氛中进行焙烧。焙烧温度可以控制为300-700℃,焙烧时间可以控制为3-10小时。
为实现上述目的,本发明还提供了上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法,具体步骤如下:
将二价钙源和三价铝源配制为混合溶液,而后加入沉淀剂制备钙铝凝胶;
将所述钙铝凝胶进行干燥处理,在80-160℃干燥6-16小时,再经三段焙烧处理,制得所述C12A7-O2-材料;
将所述C12A7-O2-材料于10-100vol%H2/Ar气氛中焙烧,制得所述C12A7-H-材料;或者将所述C12A7-O2-材料于10-100vol%CO/Ar气氛中焙烧,制得所述C12A7-e-材料;
在上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法中,所述二价钙源可以为氯化钙和/或硝酸钙,优选为硝酸钙;所述三价铝源可以为氯化铝、硝酸铝和硫酸铝等中的一种或两种以上的组合,优选为硝酸铝和/或硫酸铝。
在上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法中,二价钙源、三价铝源和沉淀剂的比例优选为Ca2+:Al3+:沉淀剂=1:1.1-1.6:6-10(摩尔比);所述沉淀剂可以为氨水、氢氧化钾和氢氧化钠等中的一种或两种以上的组合。
在上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法中,优选地,对所述钙铝凝胶进行的干燥处理是在80-160℃干燥6-16小时。在干燥处理之前,可以进行适当的水洗。
在上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法中,所述钙铝凝胶三段焙烧处理可以为:300-700℃焙烧2-8小时,再于900-1200℃焙烧4-10小时,最后于1300-1500℃焙烧4-10小时。
在上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法中,制备C12A7-H-时的焙烧(即于10-100vol%H2/Ar气氛中的焙烧)为900-1300℃焙烧8-16小时。
在上述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-材料的制备方法中,制备C12A7-e-时的焙烧(即于10-100vol%CO/Ar气氛中的焙烧)为900-1400℃焙烧8-16小时。
本发明还提供了上述铁基加氢催化剂的应用,即在柴油和/或重油的催化加氢中的应用,该催化剂经硫化后用于柴油和重油的加氢过程,优选地,催化加氢的反应条件为:反应温度为320-420℃,氢气压力为4-10MPa,氢油体积比为300:1-800:1,质量空速为0.5-6h-1。
本发明的有益效果:
本发明采用C12A7-O2--C12A7-H--C12A7-e--Al2O3的复合氧化物为载体,调控了催化剂中活性金属和载体之间的相互作用力,提高了活性金属表面活性氢物种的浓度,使得催化剂的加氢反应活性显著提升。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种铁基加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取6.06g硝酸铁和6.69g硝酸锌溶于60.34g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至17.75g拟薄水铝石上均匀混合,再在100℃干燥8小时,在400℃焙烧6小时,制得催化剂半成品;
(2)取28.41g硝酸钙和43.04g硝酸铝溶解于200.00g去离子水中,配制成混合溶液;取48.30g氢氧化钠溶解于100g去离子水中配制成沉淀剂;将混合溶液置于80℃的水浴中恒温,并将沉淀剂逐滴滴加至混合溶液中,以300转/min的转速搅拌反应3小时,制得钙铝凝胶;
(3)将所述钙铝凝胶经水洗,120℃干燥12h后,先于300℃焙烧6小时,再于1000℃焙烧6小时,最后于1300℃焙烧4小时,制得C12A7-O2-材料;
(4)取5g制得的C12A7-O2-材料于20vol%H2/Ar气氛中,1200℃焙烧10小时,制得C12A7-H-材料;另取5g制得的C12A7-O2-材料于20vol%CO/Ar气氛中,1200℃焙烧10小时,制得C12A7-e-材料;
(5)取0.30g C12A7-O2-、1.65g C12A7-H-和0.45g C12A7-e-材料与催化剂半成品均匀混合,再以3000转/min的转速充分研磨12小时,得到催化剂粉末;
(6)将上述催化剂粉末与0.4g田箐粉、0.3g硝酸、0.3g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的三叶草形催化剂;
(7)将制得的三叶草形催化剂在90℃干燥12h,再在500℃氮气气氛中焙烧6h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为C-1。
测得该C-1催化剂中,氧化铁和氧化锌的总含量为25.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
对比例1
本对比例提供了一种加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取6.06g硝酸铁和6.69g硝酸锌溶于60.34g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至17.75g拟薄水铝石上均匀混合,再在100℃干燥8小时,在400℃焙烧6小时,制得催化剂半成品;
(2)将上述催化剂半成品与0.4g田箐粉、0.3g硝酸、0.3g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的三叶草形催化剂;
(3)将制得的三叶草形催化剂在90℃干燥12h,再在500℃氮气气氛中焙烧6h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为D-1。
测得该D-1催化剂中,氧化铁和氧化锌的总含量为25.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
实施例2
本实施例提供了一种铁基加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取7.07g硝酸铁和10.87g硝酸锌溶于54.16g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至15.93g拟薄水铝石上均匀混合,再在110℃干燥5小时,在500℃焙烧4小时,制得催化剂半成品;
(2)取28.41g硝酸钙和34.54g硫酸铝溶解于200.00g去离子水中,配制成混合溶液;取73.28g氢氧化钾溶解于100.00g去离子水中配制成沉淀剂;将混合溶液置于85℃的水浴中恒温,并将沉淀剂逐滴滴加至混合溶液中,以300转/min的转速搅拌反应3小时,制得钙铝凝胶;
(3)将所述钙铝凝胶经水洗,110℃干燥12h后,先于350℃焙烧5小时,再于1100℃焙烧5小时,最后于1350℃焙烧6小时,制得C12A7-O2-材料;
(4)取5.00g制得的C12A7-O2-材料于60vol%H2/Ar气氛中,1100℃焙烧10小时,制得C12A7-H-材料;另取5.00g制得的C12A7-O2-材料于60vol%CO/Ar气氛中,1100℃焙烧10小时,制得C12A7-e-材料;
(5)取0.13g C12A7-O2-、1.04g C12A7-H-和0.52g C12A7-e-材料与催化剂半成品均匀混合,再以5000转/min的转速充分研磨6小时,得到催化剂粉末;
(6)将上述催化剂粉末与0.4g甲基纤维素、0.3g田箐粉、0.3g酒石酸、0.4g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的圆柱形催化剂;
(7)将制得的圆柱形催化剂在100℃干燥6h,再在500℃氮气气氛中焙烧5h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为C-2。
测得该C-2催化剂中,氧化铁和氧化锌的总含量为35.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
对比例2
本对比例提供了一种加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取7.07g硝酸铁和10.87g硝酸锌溶于54.16g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至15.93g拟薄水铝石上均匀混合,再在110℃干燥5小时,在500℃焙烧4小时,制得催化剂半成品;
(2)将上述催化剂半成品与0.4g甲基纤维素、0.3g田箐粉、0.3g酒石酸、0.4g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的圆柱形催化剂;
(3)将制得的圆柱形催化剂在100℃干燥6h,再在500℃氮气气氛中焙烧5h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为D-2。
测得该D-2催化剂中,氧化铁和氧化锌的总含量为35.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
实施例3
本实施例提供了一种铁基加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取13.63g硝酸铁和10.48g硝酸锌溶于41.61g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至12.24g拟薄水铝石上均匀混合,再在120℃干燥6小时,在600℃焙烧4小时,制得催化剂半成品;
(2)取28.41g硝酸钙、23.03g硫酸铝和14.35g硝酸铝溶解于200.00g去离子水中,配制成混合溶液;将混合溶液置于90℃的水浴中恒温,并将94.28g浓氨水逐滴滴加至混合溶液中,以300转/min的转速搅拌反应3小时,制得钙铝凝胶;
(3)将所述钙铝凝胶在120℃干燥12h后,先于500℃焙烧3小时,再于1200℃焙烧8小时,最后于1400℃焙烧6小时,制得C12A7-O2-材料;
(4)取5.00g制得的C12A7-O2-材料于70vol%H2/Ar气氛中,1200℃焙烧12小时,制得C12A7-H-材料;另取5.00g制得的C12A7-O2-材料于70vol%CO/Ar气氛中,1300℃焙烧12小时,制得C12A7-e-材料;
(5)取0.44g C12A7-O2-、0.55g C12A7-H-和1.32g C12A7-e-材料与催化剂半成品均匀混合,再以7000转/min的转速充分研磨6小时,得到催化剂粉末;
(6)将上述催化剂粉末与0.6g甲基纤维素、0.3g硝酸、0.3g酒石酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的颗粒状催化剂;
(7)将制得的颗粒状催化剂在120℃干燥10h,再在450℃氩气气氛中焙烧5h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为C-3。
测得该C-3催化剂中,氧化铁和氧化锌的总含量为45.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
对比例3
本对比例提供了一种加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取13.63g硝酸铁和10.48g硝酸锌溶于41.61g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至12.24g拟薄水铝石上均匀混合,再在120℃干燥6小时,在600℃焙烧4小时,制得催化剂半成品;
(2)将上述催化剂半成品与0.6g甲基纤维素、0.3g硝酸、0.3g酒石酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的颗粒状催化剂;
(3)将制得的颗粒状催化剂在120℃干燥10h,再在450℃氩气气氛中焙烧5h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为C-3。
测得该D-3催化剂中,氧化铁和氧化锌的总含量为45.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
实施例4
本实施例提供了一种铁基加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取8.48g硝酸铁和17.89g钛酸四丁酯溶于49.18g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至14.46g拟薄水铝石上均匀混合,再在120℃干燥6小时,在450℃焙烧6小时,制得催化剂半成品;
(2)取28.41g硝酸钙和43.04g硝酸铝溶解于200.00g去离子水中,配制成混合溶液;将混合溶液置于90℃的水浴中恒温,并将89.60g浓氨水逐滴滴加至混合溶液中,以300转/min的转速搅拌反应3小时,制得钙铝凝胶;
(3)将所述钙铝凝胶在140℃干燥8h后,先于400℃焙烧5小时,再于900℃焙烧10小时,最后于1400℃焙烧8小时,制得C12A7-O2-材料;
(4)取5.00g制得的C12A7-O2-材料于90vol%H2/Ar气氛中,1300℃焙烧12小时,制得C12A7-H-材料;另取5.00g制得的C12A7-O2-材料于90vol%CO/Ar气氛中,1400℃焙烧10小时,制得C12A7-e-材料;
(5)取0.39g C12A7-O2-、1.56g C12A7-H-和0.78g C12A7-e-材料与催化剂半成品均匀混合,再以7000转/min的转速充分研磨7小时,得到催化剂粉末;
(6)将上述催化剂粉末与0.6g聚乙二醇、0.3g硝酸、0.5g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的圆柱形催化剂;
(7)将制得的圆柱形催化剂在120℃干燥7h,再在500℃氩气气氛中焙烧4h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为C-4。
测得该C-4催化剂中,氧化铁和氧化钛的总含量为35.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
对比例4
本对比例提供了一种加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取8.48g硝酸铁和17.89g钛酸四丁酯溶于49.18g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至14.46g拟薄水铝石上均匀混合,再在120℃干燥6小时,在450℃焙烧6小时,制得催化剂半成品;
(2)将上述催化剂半成品与0.6g聚乙二醇、0.3g硝酸、0.5g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的圆柱形催化剂;
(3)将制得的圆柱形催化剂在120℃干燥7h,再在500℃氩气气氛中焙烧4h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为D-4。
测得该D-4催化剂中,氧化铁和氧化钛的总含量为35.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
实施例5
本实施例提供了一种铁基加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取8.48g硝酸铁、6.52g硝酸锌和3.42g硝酸镍溶于50.43g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至14.83g拟薄水铝石上均匀混合,再在90℃干燥5小时,在500℃焙烧5小时,制得催化剂半成品;
(2)取28.41g硝酸钙、17.27g硫酸铝和21.52g硝酸铝溶解于200.00g去离子水中,配制成混合溶液;将混合溶液置于90℃的水浴中恒温,并将95.40浓氨水逐滴滴加至混合溶液中,以300转/min的转速搅拌反应3小时,制得钙铝凝胶;
(3)将所述钙铝凝胶在140℃干燥10h后,先于500℃焙烧4小时,再于1000℃焙烧8小时,最后于1400℃焙烧8小时,制得C12A7-O2-材料;
(4)取5.00g制得的C12A7-O2-材料于90vol%H2/Ar气氛中,1100℃焙烧10小时,制得C12A7-H-材料;另取5.00g制得的C12A7-O2-材料于90vol%CO/Ar气氛中,1100℃焙烧10小时,制得C12A7-e-材料;
(5)取0.26g C12A7-O2-、1.30g C12A7-H-和0.91g C12A7-e-材料与催化剂半成品均匀混合,再以6000转/min的转速充分研磨10小时,得到催化剂粉末;
(6)将上述催化剂粉末与0.6g田菁粉、0.4g硝酸、0.3g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的三叶草形催化剂;
(7)将制得的三叶草形催化剂在100℃干燥10h,再在450℃氮气气氛中焙烧5h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为C-5。
测得该C-5催化剂中,氧化铁、氧化锌和氧化镍的总含量为35.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
对比例5
本对比例提供了一种加氢催化剂,具体制备方法包括以下步骤:
(1)取8.48g硝酸铁、6.52g硝酸锌和3.42g硝酸镍溶于50.43g去离子水中,配制成混合浸渍液;将混合浸渍液逐滴滴加至14.83g拟薄水铝石上均匀混合,再在90℃干燥5小时,在500℃焙烧5小时,制得催化剂半成品;
(2)将上述催化剂半成品与0.6g田菁粉、0.4g硝酸、0.3g柠檬酸和适量的去离子水均匀混合,挤压成型为直径1.5mm的三叶草形催化剂;
(3)将制得的三叶草形催化剂在100℃干燥10h,再在450℃氮气气氛中焙烧5h,自然冷却后制得所述铁基加氢催化剂,标记为D-5。
测得该D-5催化剂中,氧化铁、氧化锌和氧化镍的总含量为35.0wt%(均以催化剂的总重量为基准)。催化剂中活性组分金属的氧化物总含量的测定及计算方法均为本领域公知的测定及计算方法。
测试例1
对实施例1-5制备的加氢催化剂和对比例1-5制备的加氢催化剂的比表面积和总孔体积进行了测试,结果如表1所示。
表1催化剂的比表面积和总孔体积
测试例2
本测试例提供上述催化剂对焦化柴油进行加氢处理的测试实验。
对相同活性金属含量的5种实施例催化剂和5种对比例催化剂分别进行了对比,其反应过程如下:催化剂在应用前均进行了预硫化处理,使其具有更好的加氢效果。预硫化采用10mL高温高压加氢微反装置进行,其为湿法原位预硫化,即采用湿法预硫化,且预硫化后催化剂不卸出,直接在反应器中继续进行加氢反应。预硫化油为含5wt%CS2的正癸烷溶液,预硫化的温度为320℃,压力为4MPa,液时空速为1.5h-1,氢油体积比为300。
本测试例的加氢处理采用10mL高温高压加氢微反应装置进行。评价原料采用大庆焦化柴油,该焦化柴油的比重(d4 20)为0.8524,硫含量为987ppm,总氮含量为832ppm。原料采用柱塞泵泵入,反应后的油样经高分离器冷却后,在低分离器采集分析。加氢处理的温度为380℃,压力为4MPa,液时空速为4.0h-1,氢油体积比为400。在相同活性金属含量的条件下,加氢催化剂评价结果如表2所示。
表2大庆焦化柴油加氢评价结果
催化剂 | 脱硫率,% | 脱氮率,% |
C-1 | 89 | 62 |
D-1 | 83 | 57 |
C-2 | 95 | 66 |
D-2 | 88 | 58 |
C-3 | 93 | 65 |
D-3 | 86 | 59 |
C-4 | 90 | 62 |
D-4 | 84 | 57 |
C-5 | 97 | 67 |
D-5 | 89 | 60 |
通过表2数据可知,本发明使用复合载体制备的催化剂表现出更优异的脱硫、脱氮活性,说明该类型催化活性相比于现有催化剂具有更高的催化活性。
测试例3
本测试例提供上述催化剂对常压渣油进行加氢处理的测试实验。
对相同活性金属含量的5种实施例催化剂和5种对比例催化剂分别进行了对比,其反应过程如下:催化剂在应用前均进行了预硫化处理,使其具有更好的加氢效果。预硫化采用50mL高温高压加氢微反装置进行,其为湿法原位硫化,即采用湿法硫化,且硫化后催化剂不卸出,直接在反应器中继续进行加氢反应。硫化油为含10vol%CS2的正癸烷溶液,硫化的温度为360℃,时间为12h,压力为4MPa,液时空速为1.5h-1,氢油体积比为400。
本实施例的加氢处理采用50mL高温高压加氢微反装置进行,评价原料采用沙中常压渣油,该渣油的比重(d4 20)为0.9846,硫含量为3.5wt%,氮含量为0.33wt%。原料采用柱塞泵泵入,反应后的油样经高分离器冷却后,在低分离器采集分析。加氢处理的温度为400℃,压力为10MPa,液时空速为1.0h-1,氢油体积比为800。加氢处理后的催化剂评价结果如表3所示。
表3沙中常压渣油加氢评价结果
催化剂 | 脱硫率,% | 脱氮率,% |
C-1 | 47 | 30 |
D-1 | 42 | 25 |
C-2 | 52 | 33 |
D-2 | 46 | 27 |
C-3 | 54 | 34 |
D-3 | 50 | 27 |
C-4 | 52 | 32 |
D-4 | 47 | 26 |
C-5 | 55 | 35 |
D-5 | 49 | 28 |
通过表3数据可知,本发明使用复合载体制备的催化剂表现出更优异的脱硫、脱氮活性,说明该类型催化活性相比于现有催化剂具有更高的催化活性。
Claims (10)
1.一种铁基加氢催化剂,其中,以催化剂重量为100wt%计,该催化剂包括50-80wt%的载体以及20-50wt%的活性金属组分;
其中,所述载体为C12A7-O2--C12A7-H--C12A7-e--Al2O3复合氧化物;
优选地,所述活性金属组分以铁作为主活性金属组分,以钛、锌、铜、锰、镍、钒、钾、镉、磷、锆、铌、氟、镁、硼、稀土金属中的一种或两种以上的组合作为助活性金属组分。
2.根据权利要求1所述的铁基加氢催化剂,其中,以所述载体重量为100wt%计,包括C12A7-O2- 1-5%,C12A7-H- 5-20%,C12A7-e- 1-20%,其余为Al2O3。
3.根据权利要求1所述的铁基加氢催化剂,其中,以催化剂重量为100wt%计,该催化剂包括主活性金属组分5%-30%,助活性金属组分5%-35%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铁基加氢催化剂的制备方法,其中,具体包括以下步骤:
(1)将铁盐和助活性金属组分的盐配制成溶液浸渍于Al2O3前驱体粉末上,经干燥、焙烧制得所述铁基加氢催化剂半成品;
(2)将C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-与所述铁基加氢催化剂半成品混合、挤压成型、干燥、焙烧制得所述铁基加氢催化剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(1)中的焙烧温度为300-700℃,时间为3-10小时。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-与所述铁基加氢催化剂半成品混合后充分研磨,然后添加助挤剂和粘合剂,再次混合均匀。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述C12A7-O2-、C12A7-H-和C12A7-e-的制备方法包括如下步骤:
将二价钙源和三价铝源配制为混合溶液,加入沉淀剂制得钙铝凝胶;
将所述钙铝凝胶进行干燥,再经三段焙烧处理,制得所述C12A7-O2-;
将所述C12A7-O2-于10-100vol%H2/Ar气氛中焙烧,制得所述C12A7-H-;或者,将所述C12A7-O2-于10-100vol%CO/Ar气氛中焙烧,制得所述C12A7-e-。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述二价钙源、三价铝源和沉淀剂的摩尔比为Ca2+:Al3+:沉淀剂=1:1.2-1.6:6-10;
优选地,所述二价钙源为氯化钙和/或硝酸钙,更优选为硝酸钙;所述三价铝源为氯化铝、硝酸铝和硫酸铝中的一种或两种以上的组合,更优选为硝酸铝和/或硫酸铝。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述三段焙烧处理为:300-700℃焙烧2-8小时,再于900-1200℃焙烧4-10小时,最后于1300-1500℃焙烧4-10小时;
优选地,对所述钙铝凝胶进行的干燥处理是在80-160℃干燥6-16小时;
优选地,所述于10-100vol%H2/Ar气氛中的焙烧为900-1300℃焙烧8-16小时;所述于10-100vol%CO/Ar气氛中的焙烧为900-1400℃焙烧8-16小时。
10.根据权利要求1-3任一项所述的铁基加氢催化剂在柴油和/或重油的催化加氢中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010396006.0A CN111558376B (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010396006.0A CN111558376B (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111558376A true CN111558376A (zh) | 2020-08-21 |
CN111558376B CN111558376B (zh) | 2023-02-07 |
Family
ID=72070912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010396006.0A Active CN111558376B (zh) | 2020-05-12 | 2020-05-12 | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111558376B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023017199A1 (es) | 2021-08-10 | 2023-02-16 | Advanced Thermal Devices S.L. | Cátodo basado en el material c12a7:e "electride" para la emisión termiónica de electrones y procedimiento para el empleo del mismo |
CN116020505A (zh) * | 2021-10-25 | 2023-04-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于烃类选择氧化的催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104640628A (zh) * | 2012-09-20 | 2015-05-20 | 国立大学法人东京工业大学 | 生成氢气用催化剂以及氢气的制造方法 |
US20160158733A1 (en) * | 2013-07-18 | 2016-06-09 | China University Of Petroleum-Beijing | A Fe-BASED HYDROGENATION CATALYST AND USE THEREOF |
CN106824206A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-13 | 浙江工业大学 | 钙铝石负载钙铁化合物的生物质焦油催化剂及制备与应用 |
CN107250045A (zh) * | 2015-02-26 | 2017-10-13 | 日本特殊陶业株式会社 | 钙铝石型化合物、多功能剂、和含钙铝石型化合物的制品的制造方法 |
CN109395769A (zh) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 中国石油天然气集团公司 | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法 |
US20190210008A1 (en) * | 2016-08-08 | 2019-07-11 | Tokyo Institute Of Technology | Method for manufacturing ammonia synthesis catalyst, and method for manufacturing ammonia |
-
2020
- 2020-05-12 CN CN202010396006.0A patent/CN111558376B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104640628A (zh) * | 2012-09-20 | 2015-05-20 | 国立大学法人东京工业大学 | 生成氢气用催化剂以及氢气的制造方法 |
US20160158733A1 (en) * | 2013-07-18 | 2016-06-09 | China University Of Petroleum-Beijing | A Fe-BASED HYDROGENATION CATALYST AND USE THEREOF |
CN107250045A (zh) * | 2015-02-26 | 2017-10-13 | 日本特殊陶业株式会社 | 钙铝石型化合物、多功能剂、和含钙铝石型化合物的制品的制造方法 |
US20190210008A1 (en) * | 2016-08-08 | 2019-07-11 | Tokyo Institute Of Technology | Method for manufacturing ammonia synthesis catalyst, and method for manufacturing ammonia |
CN106824206A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-13 | 浙江工业大学 | 钙铝石负载钙铁化合物的生物质焦油催化剂及制备与应用 |
CN109395769A (zh) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 中国石油天然气集团公司 | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王占龙等: "钙铝石涂层对整体铜锰铈催化剂高温催化性能的影响", 《稀土》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023017199A1 (es) | 2021-08-10 | 2023-02-16 | Advanced Thermal Devices S.L. | Cátodo basado en el material c12a7:e "electride" para la emisión termiónica de electrones y procedimiento para el empleo del mismo |
CN116020505A (zh) * | 2021-10-25 | 2023-04-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于烃类选择氧化的催化剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111558376B (zh) | 2023-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4156859B2 (ja) | 軽油の水素化処理触媒及びその製造方法並びに軽油の水素化処理方法 | |
EP3023147B1 (en) | Iron-based hydrogenation catalyst and applications thereof | |
CA1251195A (en) | Transition metal sulfide promoted molybdenum or tungsten sulfide catalysts and their uses for hydroprocessing | |
US6174432B1 (en) | Hydrotreating catalyst for heavy hydrocarbon oil, process for producing the catalyst, and hydrotreating method using the same | |
CN103657672A (zh) | 层状结构超深度加氢脱硫多金属本体催化剂及制备和应用 | |
JP2008173640A (ja) | 軽油の水素化処理触媒及びその製造方法並びに軽油の水素化処理方法 | |
DE112018000291T5 (de) | Hydrodesulfurierungskatalysatoren auf Nanodrahtbasis für Kohlenwasserstoffkraftstoffe | |
US4081408A (en) | Catalyst composition | |
EP0184268A1 (en) | Catalyst suitable for hydrotreating | |
CN111558376B (zh) | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法与应用 | |
CN100478423C (zh) | 催化裂化汽油选择性加氢脱硫催化剂及其制备方法 | |
CN111558377B (zh) | 一种加氢精制催化剂及其制备方法与应用 | |
US5494875A (en) | Alumina-containing carrier and hydrofining catalyst for hydrocarbon oils | |
US4622128A (en) | Hydrotreating catalysts comprising supported mixtures of a sulfide of trivalent chromium and molybdenum or tungsten | |
CN109395769B (zh) | 一种铁基加氢催化剂及其制备方法 | |
RU2626396C1 (ru) | Катализатор гидрокрекинга углеводородного сырья | |
CN112604709B (zh) | 一种含硫废气处理用加氢催化剂及其应用 | |
JP4954095B2 (ja) | 軽油の水素化処理触媒及びその製造方法並びに軽油の水素化処理方法 | |
CN110152723B (zh) | 一种加氢精制催化剂及其制备方法和应用 | |
CN113680347A (zh) | 一种加氢精制催化剂及其制备方法和在油品精制及调控芳环饱和度中的应用 | |
CN103240096B (zh) | 一种混合金属催化剂的制备方法 | |
CN106268850B (zh) | 一种超深度脱硫脱氮的多金属本体催化剂及其制法和应用 | |
RU2293107C1 (ru) | Способ гидроочистки нефтяных фракций | |
JPS58210993A (ja) | 重質炭化水素油の処理方法 | |
CN110975878A (zh) | 烃油加氢处理方法、所用加氢催化剂及其体相催化剂、体相催化剂的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |