氧化镍含量对渣油加氢脱金属催化剂性能的影响

作者:刘文洁;张庆军;隋宝宽;袁胜华; 刊名:炼油技术与工程 上传者:张爱录

【摘要】制备了活性金属氧化钼含量相近,氧化镍含量逐渐增大的3种渣油加氢脱金属催化剂C1,C2,C3。采用X射线衍射、氮吸附脱附、红外光谱、氢气程序升温还原等方法分析了催化剂的物相结构、孔性质、酸类型和酸强度分布、还原性等。结果表明:催化剂C2的X射线衍射谱图中没有明显的MoO_3的特征峰,催化剂C3的氧化镍含量较大,在2θ为26.5°处出现了比催化剂C1更加明显的MoO_3的特征峰。载体相同的情况下,浸渍不同含量的氧化镍,对催化剂的孔性质影响较小,3种催化剂的比表面积为145 m~2/g左右,孔体积大约为0.67 mL/g,最可几孔径均为17.5 nm。3种催化剂的低温酸中Lewis酸含量随着催化剂中氧化镍含量的增加而增加,Bronsted酸含量则是先增加后略有降低。催化剂C2比催化剂C1的还原温度略高,还原峰面积明显增大,催化剂C3的氧化镍含量较高,约340℃出现钼和镍相互作用物种的还原峰,与催化剂C1和C2相比,还原峰向低温方向移动,催化剂C3较催化剂C1和C2易于还原。

全文阅读

渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分,原油中大部分的硫、氮、残炭和金属等杂质均富集浓缩于渣油中[1]。渣油加氢处理过程主要是除去进料中的大部分硫、氮、金属和高碳化合物[2]。渣油固定床加氢装置可以加工大多数含硫原油和高硫原油的渣油,因其反应器结构及工艺流程简单、易于操作、投资费用相对较低而得到广泛应用[3]。渣油固定床加氢处理过程中需要使用多种催化剂的组合,包括保护剂、脱硫催化剂、脱金属催化剂、脱残炭催化剂[4]。渣油加氢脱金属催化剂是渣油加氢处理系列催化剂中一类关键的催化剂,其主要作用是脱除渣油中包括镍(Ni)、钒(V)在内的各种金属杂质,减少其对下游催化剂以及后续加工装置的不利影响[1]343。渣油加氢脱金属催化剂一般选用钼、镍作为活性金属,但其催化剂活性不能太高,否则会使得钒、镍等杂原子迅速沉积在催化剂孔口,使催化剂孔口堵塞,影响催化剂的使用寿命[5]。实验制备了3种渣油加氢脱金属催化剂,这3种催化剂的氧化钼含量基本相同,但其活性金属氧化镍含量不同。1实验1.1渣油加氢脱金属催化剂的制备使用工业化生产的渣油加氢脱金属催化剂载 体,采用饱和浸渍法在载体上浸渍相近含量的活性金属氧化钼和不同含量的活性金属氧化镍,然后在120℃条件下干燥3 h,在500℃条件下焙烧4 h,制备了3种渣油加氢脱金属催化剂C1,C2,C3。1.2样品的分析与表征采用D/MAX2500型X射线衍射仪,测定催化剂样品的物相结构。采用ASAP-2420物理吸附仪分析催化剂的孔径、孔体积和比表面积;采用Nicolet 6700红外光谱仪测试催化剂样品中的Bronsted酸(B酸)和Lewis酸(L酸)含量及酸强度分布;采用Autochem 2910化学吸附仪进行程序升温还原操作。2结果与讨论2.1催化剂的活性金属含量分析加氢脱金属催化剂的活性金属含量,结果列于表1中。表1催化剂的活性金属含量Table 1 Content of active metals of catalysts w,%项目C1 C2 C3Mo O39.06 9.09 9.14Ni O 1.77 2.66 4.72 从表1可以看出,催化剂C1,C2,C3的活性金属氧化钼的含量相近,而氧化镍的含量则是逐渐增大。2.2催化剂的物相采用X射线衍射仪分析3种催化剂的物相结构。从图1可以看出,催化剂C1在2θ为26.5°出现了较为宽化的Mo O3的特征峰,催化剂C2的氧化镍含量较C1增大后,谱图中没有明显的Mo O3的特征峰,这是由于增加的活性金属镍有效防止了氧化钼在氧化铝载体表面聚集,较多的氧化钼能够均匀地分布在氧化铝载体表面。催化剂C3的氧化镍含量继续增大,出现了比催化剂C1更加明显的Mo O3的特征峰,峰强度增大,说明由于氧化镍含量的持续增加导致氧化钼聚集加剧。图1催化剂的X射线衍射谱图Fig.1 X ray diffraction pattern of catalysts2.3催化剂的孔性质采用氮吸附脱附法测定3种催化剂的孔结构,得到的结果列于表2中。表2催化剂的孔性质Table 2 Pore characteristic of catalysts项目C1 C2 C3比表面积/(m2·g-1)147.23 147.10 143.36孔体积/(m L·g-1)0.67 0.67 0.66最可几孔径*/nm 17.5 17.5 17.5*最可几孔径为出现概率最大的孔的孔径。从表2可以看出,载体相同的情况下,浸渍不同含量的活性金属,对催化剂的孔性质影响较小,3种催化剂的比表面积、

参考文献

引证文献

问答

我要提问