說明:
低硫和低芳烴是清潔柴油生產(chǎn)的大勢所趨,目前,美國、歐洲、日本等發(fā)達國家普遍實行歐IV標準的清潔柴油,要求車用柴油的硫含量低于50mg/g。加氫工藝是柴油脫硫、脫芳烴的有效技術(shù),其中,高效的加氫催化劑是實現(xiàn)清潔柴油生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵。目前工業(yè)應(yīng)用的柴油加氫催化劑還是負載型的Ni、Co、Mo、W硫化物催化劑。
WH-2催化劑是一種由Ni-Mo-W介孔復(fù)合氧化物添加適量助劑和粘接劑制成的, 該催化劑稱為非負載型或本體催化劑,催化劑的制備過程不使用載體,而是現(xiàn)將催化劑原料鎳鹽、鉬鹽和鎢鹽在特定的條件下采用固體表面反應(yīng)技術(shù)制備成介孔氧化物,再加入適量的助劑和粘接劑經(jīng)過成型、干燥、锫燒制成催化劑。該催化劑顛覆了原有的負載型催化劑載體和活性組份的概念,是加氫催化劑制備技術(shù)的革命性進步。Ni-Mo-W介孔復(fù)合氧化物本身既是載體,又是活性組份,徹底打破了載體孔結(jié)構(gòu)對活性組分負載量的限制。由于不使用載體,活性組份的含量可以達到80%以上,同時可以完全消除載體與活性組份的強相互作用,時活性組份的活性得到徹底發(fā)揮,因此,該催化劑加氫活性位濃度高,活性位本征活性極高,加氫脫硫、加氫脫氮和和加氫脫芳活性是傳統(tǒng)的負載型加氫催化劑2~3倍,特別適合于硫、氮和芳烴含量高的劣質(zhì)柴油,尤其是煤焦油柴油餾分的深度加氫精制。2001年Akzo Nobel公司開發(fā)出***代本體加氫催化劑,稱之為Nebula催化劑,2003年Nebula催化劑***次工業(yè)應(yīng)用,使用效果十分顯著,脫硫、脫氮和脫芳烴活性達到常規(guī)負載型催化劑的2~3倍,可以在中壓條件下一次加氫處理高硫劣質(zhì)柴油,達到生產(chǎn)符合歐V標準超清潔柴油的技術(shù)要求。目前Nebula催化劑已經(jīng)成功應(yīng)用于5套工業(yè)裝置。
中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)化工學(xué)院工業(yè)催化研究室在消化吸收Nebula催化劑技術(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新性地采用固體表面反應(yīng)技術(shù)制備出孔容和比表面積較大,孔結(jié)構(gòu)發(fā)達的介孔Ni-Mo-W復(fù)合氧化物,由此研制出非負載型加氫WH-2催化劑。該催化劑已經(jīng)在撫順石化公司催化劑廠噸級中試放大,中試放大制備的催化劑表現(xiàn)出極高的加氫活性。在溫度330~350°C,壓力3~5MPa,空速1.0h-1,氫油比500/1的條件下,處理硫含量1.06%,氮含量0.4500%的劣質(zhì)柴油,達到脫硫率99.5%,脫氮率99%的效果,活性達到撫順石化院FH-UDS催化劑的2倍??梢哉fWH-2催化劑已經(jīng)達到了進行工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)條件。
WH-2催化劑適用于餾分油的深度加氫處理過程,特別適用于硫、氮和芳烴含量高的劣質(zhì)柴油(例如:高硫環(huán)烷基直餾柴油、催化裂化柴油或二者的混合柴油)的深度加氫處理,處理后的柴油可以作為優(yōu)質(zhì)柴油的調(diào)和組分。
WH-2催化劑主要理化指標為:
非負載型催化劑的技術(shù)優(yōu)勢:
Nebula(New Bulk Activity) 催化劑
迄今活性***高的加氫精制催化劑;
超高活性-常規(guī)催化劑的3倍以上;
新材料-顛覆傳統(tǒng)的載體與活性組分概念;
高密度-Nebula-1比KF-848高50%;
二戰(zhàn)以來加氫催化劑***大的革命性進步。
三代加氫精制催化劑的活性比較
WH-2催化劑
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指 標
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化學(xué)組成, m%
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MoO3
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15-20
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WO3
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20-25
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NiO
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20-25
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物理性質(zhì):
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比表面積, m2/g
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≮100
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孔體積, ml/g
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≮0.20
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壓碎強度, N/mm
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≮12
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堆密度,g/cm3
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1.00~1.30
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形狀
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三葉草
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工業(yè)催化研究室非負載型催化劑制備技術(shù)的主要技術(shù)成果及創(chuàng)新:
(1)制備出符合柴油加氫催化劑制備要求的、孔徑和表面積合適的介孔Ni-Mo-W氧化物;
(2)制備出強度、孔徑和表面積符合柴油加氫工藝要求的催化劑;
(3)創(chuàng)新性研究:尿素固相反應(yīng)法制備多孔金屬固溶體,并應(yīng)用于非負載型催化劑。
(4)進行了催化劑的中試放大,達到了工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)要求。