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SK-1预硫化型柴油加氢催化剂

       产品介绍: SK-1预硫化型柴油加氢催化剂

 

       低硫和低芳烃是清洁柴油生产的大势所趋,目前,美国、欧洲、日本等发达国家普遍实行欧IV标准的清洁柴油,要求车用柴油的硫含量低于50g/g。加氢工艺是柴油脱硫、脱芳烃的有效技术,其中,高效的加氢催化剂是实现清洁柴油生产的技术关键。目前工业应用的柴油加氢催化剂还是负载型的Ni、Co、Mo、W硫化物催化剂。

 

       SK-1催化剂是中国石油大学工业催化研究室在深入研究和理解柴油中有机硫化物的吸附和反应机理以及Ni、Co、Mo、W硫化物催化剂催化作用机理基础上开发的硫化型柴油加氢处理催化剂。理论研究发现,柴油中最难脱除的有机硫化物是4和/或4,6位烷基取代的二苯并噻吩类化合物,这类硫化物由于在催化剂活性位上吸附时存在烷基的空间位阻,阻碍了反应物分子在吸附活性位上的可接近性,从而使其加氢脱硫活性低。理论研究还发现,Ni、Co、Mo、W硫化物催化剂的加氢活性相是层状堆垛的MoS2和WS2纳米粒子,MoS2纳米粒子的适度堆垛有助于反应物分子在吸附活性位上的可接近性和高活性的II类活性相的形成。

 

       另外,目前常用的商业柴油加氢催化剂是氧化铝负载的Ni、Co、Mo、W氧化物,装入加氢反应器之后需要进行预硫化(活性)变成Ni、Co、Mo、W硫化物才具有加氢活性,这一过程称之为器内硫化。器内硫化的催化剂缺点在于:(1)Ni、Co、Mo、W氧化物与载体氧化铝表面存在强相互作用,形成Mo-O-Al键,使催化剂不能完全硫化,同时也会更多地形成低活性的I类活性相,从而使催化剂加氢活性较低;(2)器内硫化时间较长,一般为3~4天,开工时间长;(3)器内硫化需要附加一系列设备,而且此类设备只在开工时使用一次,长期闲置,造成设备维护困难;(4)器内硫化使用挥发性强、有毒和强烈臭味的有机硫化剂,造成环境污染并损害人员健康;(5)器内硫化过程中生成的含硫化氢气体和水易造成设备腐蚀;(6)硫化过程是强放热反应,器内硫化存在反应器超温(飞温)的危险,存在安全隐患。

 

       硫化型催化剂(有时也称为器外预硫化催化剂)是指在催化剂制备过程中将金属氧化物制成硫化物,硫化型催化剂装入加氢反应器后可以直接使用,无需预硫化,因此避免了氧化态催化剂器内预硫化的缺陷,同时开工也简便,使用方便。目前,欧美国家已经开始使用器外预硫化催化剂,但是其制备方法依然是先制备氧化态催化剂,然后在专门的装置上进行预硫化制成硫化态催化剂,但是该类催化剂需要添加保护剂并采取无氧装填技术将催化剂装入反应器。工业催化研究室创新性地提出采用硫化态前驱物制备硫化型加氢催化剂的新方法,发现由此方法制备的催化剂实现了活性组份的完全硫化,从根本上避免了常规制备方法中活性组份-载体间强相互作用难以避免的缺陷,完全根除了Mo-O-Al键的形成,从而达到活性相MoS2纳米粒子的适度堆垛。这一技术完全不同于国外公司先制备氧化态催化剂再进行预硫化的技术路线,打破了国外公司的技术垄断,形成了具有完全独立知识产权的硫化型加氢催化剂制备新技术。由此开发出完全硫化的硫化型NiMoS/Al2O3催化剂,即SK-1催化剂,其加氢脱硫、脱氮和芳烃加氢活性显著超过了国内外现有的同类催化剂,而且开工过程简便、使用方便,无需预硫化。

 

       SK-1催化剂适用于馏分油的深度加氢处理过程,特别适用于硫、氮和芳烃含量高的劣质柴油(例如:高硫环烷基直馏柴油、催化裂化柴油或二者的混合柴油)的深度加氢处理,处理后的柴油可以作为优质柴油的调和组分。该加氢处理催化剂是由γ-Al2O3为载体,采用硫化态前驱物直接制备成硫化态的NiMoS/γ-Al2O3催化剂,避免了活性组分与载体强相互作用的产生,活性组分硫化度为100%,使用时无需预硫化处理,开工时间短,无污染,开工过程易控制。

 

       ■SK-1催化剂主要理化指标为:

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       ■SK-1催化剂的优良性能:

       SK-1催化剂具有优良的加氢脱硫、脱氮和芳烃饱和活性,在反应压力为6~8MPa、温度为330~360°C、空速为1~2h-1、氢油比为400~500条件下,重油FCC柴油的加氢脱硫率达到99%,脱氮率达到94%,十六烷值提高12-13个单位,柴油收率大于99%。

 

       ◆SK-1硫化型加氢催化剂的技术优势:

      (1)克服活性组分与载体Al2O3形成强相互作用的可能性

      (2)可以获得较高的高活性位密度----原子有效利用率提高

      (3)可以获得较高的MoS2堆积层数----消除空间位阻,加氢选择性提高

 

       工业催化研究室创立的硫化型加氢催化剂制备技术,采用与国内外现有加氢催化剂器外预硫化技术完全不同的技术路线,即采用含硫的活性组份前身物来制备负载型加氢催化剂,开发出具有完全独立知识产权、原始创新性的硫化型加氢催化剂制备技术。

       采用含硫活性组份前驱物制备出了硫化型柴油加氢催化剂,其HDS、HDN和HDAr活性达到或超过了同类氧化态加氢催化剂器内预硫化的活性水平,证实了该技术的可行性。

 

       申请了3项国家发明专利,均已获授权。

       ZL 200410039449.5(一种硫化型加氢催化剂及其制备方法);

       ZL 200410039450.8(一种加氢催化剂的现场外预硫化方法);   

       ZL 200410039454.6(四硫代钼酸铵的制备方法)。

       打破了国外公司在加氢催化剂器外预硫化技术方面的技术垄断,取得了完全自主的知识产权,目前,该催化剂已经进行中试放大生产试验。

 

       ■SK-1硫化型催化剂对催化裂化柴油的HDS、HDN和HDAr活性已经超过了CK-2催化剂。

       ◆SK-1硫化型催化剂与其它同类产品的比较:

 

       SK-1硫化型催化剂对FCC柴油的加氢精制效果

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