乳液催化剂的制备、表征及其在浆态床加氢中的应用

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:skybabay
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浆态床加氢工艺是一种能够用来处理高粘度、高金属、高硫氮等各类劣质油品的重质能源轻质化工艺,开发出一种高活性高分散的催化剂是该工艺实现工业化的基础。本文以含铁、钼、镍三种金属的盐类为原料,以乳液催化剂稳定性为评价指标,筛选出适合用于配制乳液催化剂的活性金属及其盐类;在此基础上进一步考察了分散油种类、乳化剂种类及用量、搅拌速度及活性金属用量对乳液催化剂稳定性的影响,优化出稳定性最好的催化剂配方,制备出高分散的纳米乳液催化剂,并对乳液催化剂及其硫化产物进行了表征。采用高压反应釜评价了高分散乳液催化剂与油溶性铁镍催化剂在三种劣质重油浆态床加氢反应体系中的催化性能。在高乳化剂加入量、高剪切速度的条件下,铁盐在乳液体系中极易发生破乳及絮凝现象;钼盐因在水中溶解度过低,大多以固体状态存在于乳液催化剂中,影响了催化剂的分散性能,导致制得催化剂的粒径过大;镍盐B因溶解度较低且固体状态粒径较大难以悬浮在乳液中,对催化剂体系的稳定性较为不利;镍盐A是能保持较高催化剂稳定性及较小催化剂粒径的活性金属盐。以400N基础油作为催化剂分散油,1.2 wt%亲油型助剂D和0.8 wt%亲水型助剂F作为复配乳化剂,镍盐A作为活性金属盐(按镍含量5 wt%加入)的条件下,在一定的剪切速度下恒温剪切一段时间,即可制得高分散镍基纳米乳液催化剂。制备出的镍基乳液催化剂具有良好的油溶性,平均粒径为317.8 nm,符合纳米乳液的范畴,催化剂经过硫化后,其平均粒径为37 nm,在重油反应体系中具有良好的分散性。经过煤/重油加氢反应证实,乳液催化剂粒径越大,催化效果越差。在马瑞常渣(MRAR)、榆林煤焦油常渣(YLCTAR)、安徽褐煤和MRAR与催化裂化油浆(FCCS)的等质量掺混油(简称FCAR)配制的油煤浆三种劣质重油体系中,对高分散镍基纳米乳液催化剂的活性进行评价。结果表明,镍基乳液催化剂与油溶性铁镍催化剂同样具有较高的加氢活性,能对劣质重油的浆态床加氢反应起到较大的促进作用。引入第二金属考察金属协同作用发现,将油溶性铁催化剂与镍基乳液催化剂复合使用,可以一定程度上提高催化剂的催化活性。
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