柴油加氫催化劑

第三部分柴油加氫催化劑柴油加氫培訓(xùn)

一、加氫催化劑分類（一）加氫精制（處理）及其催化劑

如加氫脫硫催化劑，加氫脫氮催化劑，重整原料預(yù)加氫催化劑，汽油選擇性加氫催化劑。

（二）加氫裂化催化劑加氫裂化催化劑不但需要具備加氫精制催化劑的功能，而且應(yīng)具有充分的裂化功能，是典型的雙功能催化劑。催化加氫催化劑

（三）潤(rùn)滑油加氫催化劑用以代替潤(rùn)滑油的溶劑精制和白土精制。催化劑是催化加氫的技術(shù)核心。加氫裝置的投資、操作費(fèi)用。產(chǎn)品質(zhì)量、甚至裝置流程都與催化劑的性質(zhì)密切相關(guān)。催化加氫技術(shù)的水平和發(fā)展，在很大程度上取決于催化加氫催化劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，在當(dāng)前清潔燃料的生產(chǎn)成為煉油業(yè)共同課題的時(shí)候，作為其核心技術(shù)的加氫工藝，必將促進(jìn)催化加氫催化劑進(jìn)一步發(fā)展。催化加氫催化劑三、加氫精制催化劑載體的作用是提供適宜反應(yīng)與擴(kuò)散所需的孔結(jié)構(gòu)，擔(dān)載分散金屬均勻的有效表面積和一定的酸性，同時(shí)改善催化劑的壓碎、耐磨強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性;加氫精制劑的載體主要為Al2O3。金屬組分主要提供加氫活性及能夠加速C－N鍵氫解的弱酸性，由VlB族或Ⅷ族的金屬。助劑的作用是調(diào)節(jié)載體性質(zhì)及金屬組分結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、催化劑的活性、選擇性、氫耗和壽命的目的。常用的助劑是P2O5。金屬組分載體助劑催化加氫催化劑

（一）加氫精制催化劑的組成

1.活性組分催化加氫的活性主要來(lái)源于加氫金屬組分，金屬組分主要提供加氫活性及能夠加速C－N鍵氫解的弱酸性，由VlB族或Ⅷ族的金屬。不同的非貴金屬組分和貴金屬組分搭配取決于原料性質(zhì)和要求達(dá)到的主要目的。典型的二組分搭配有：Ni-W、Co-Mo、Ni-Mo等，典型的三組分搭配有：W-Ni-Mo、Co-Mo-Ni等。催化加氫催化劑反應(yīng)活性在H2S存在下無(wú)H2S存在下加氫脫氮活性Ni-Mo-Co＞Co-Mo＞Co-W加氫脫硫活性Co-Mo＞Ni-Mo＞Ni-W＞Co-W加氫脫氧活性Ni-Mo＞Co-Mo＞Ni-W＞Co-W芳烴飽和活性Ni-W-Ni-Mo＞Co-Mo＞Co-WNi-W-Ni-Mo＞Co-Mo＞Co-W異構(gòu)化活性Ni-W＞Ni-Mo＞Co-Mo＞Co-WNi-W＞Ni-Mo＞Co-Mo＞Co-W加氫裂化活性Ni-Mo＞Ni-W＞Co-Mo＞Co-WNi-Mo＞Ni-W＞Co-Mo＞Co-W不同的非貴金屬組分搭配產(chǎn)生的反應(yīng)活性催化加氫催化劑反應(yīng)活性無(wú)H2S存在下芳烴飽和性Pt＞Pd＞Ni-W-Ni-Mo＞Co-Mo＞Co-W異構(gòu)化活性Pt～Pd＞Ni-W＞Ni-Mo＞Co-Mo＞Co-W加氫裂化活性Pt～Pd＞Ni-Mo＞Ni-W＞Co-Mo＞Co-W貴金屬組分反應(yīng)活性與非貴金屬組分反應(yīng)活性的對(duì)比貴金屬催化劑容易被硫、氮組分中毒而失活，故只能用于無(wú)硫、無(wú)氮或微量硫、微量氮的原料中。

催化加氫催化劑

2.助劑為了改善加氫精制催化劑某一方面的性能，如活性，選擇性、壽命、熱穩(wěn)定性或強(qiáng)度等，常常添加一些助劑，如硅、磷、氟、硼、鉀、鈣和鎂等元素，國(guó)內(nèi)加氫精制催化劑常添加硅、氟、硼、磷等。硅的加入，可提高催化劑的熱穩(wěn)定性，改變表面酸性物質(zhì)，有利于再生處理。氟可以減少鎳鋁尖晶石和鈷鋁尖晶石的生成，調(diào)整表面酸性物質(zhì)。磷在沉淀或打漿時(shí)，可以增加孔容和比表面積，磷還可以調(diào)整表面酸性物質(zhì)。這些助劑可以提高催化劑的活性。鉀、鈣、鎂可提高催化劑的熱穩(wěn)定性以及催化劑加氫脫硫的選擇性。催化加氫催化劑3.載體載體具有高的表面積，可高度分散活性的金屬；具有理想的孔結(jié)構(gòu)（孔體積和孔分布），有利于反應(yīng)分子的擴(kuò)散；為容納積炭提供空間，載體能改善催化劑的導(dǎo)熱性、防止活性組分因局部過(guò)熱而燒結(jié)失活；作為催化劑的骨架，提高催化劑的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，并使催化劑具有一定的形狀和大小，以適應(yīng)工業(yè)過(guò)程中流體力學(xué)的需求。催化加氫催化劑（二）加氫精制催化劑分類輕質(zhì)油加氫精制催化劑柴油餾分加氫精制催化劑直餾煤油加氫精制催化劑選擇性加氫催化劑催化加氫催化劑

（三）加氫精制催化劑的選擇選擇催化劑首先應(yīng)考慮是選擇活性高、選擇性好、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。

脫硫率=（1－生成油硫含量/原料油硫含量）×100%

脫氮率=（1－生成油氮含量/原料油氮含量）×100%

催化劑應(yīng)具有良好的再生性能，一般應(yīng)可再生一到兩次。此外，在催化劑性能相同的情況下，考慮價(jià)格、密度等。催化加氫催化劑

（四）加氫精制催化劑的制備加氫精制催化劑常用的制備方法有沉淀法、混合法、浸漬法等。目前普遍采用浸漬法生產(chǎn)。浸漬法是將載體在有活性組分的溶液中浸泡（稱之為浸漬），浸漬后，經(jīng)干燥、焙燒制得催化劑。擬薄水鋁石混捏擠條干燥焙燒浸助劑干燥焙燒浸鎢、鎳干燥焙燒成品包裝水、硝酸助擠劑助劑溶液鎢、鎳溶液催化加氫催化劑

四、加氫裂化催化劑（一）加氫裂化催化劑的組成及作用

1.金屬組分適宜作加氫裂化催化劑加氫活性組分的ⅥB族和Ⅷ族中的金屬元素有：貴金屬鉑（Pt）、鈀（Pd）、非貴金屬鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、鈷（Co）、鎳（Ni）、和鐵（Fe）等金屬及其氧化物或硫化物。催化加氫催化劑2.裂化組分加氫裂化催化劑中的裂化組分就是載體，它為催化劑提供酸性中心，提供合適的孔結(jié)構(gòu)和增加有效表面積，并且與活性金屬組分形成新的化合物，改善催化劑性質(zhì)。這些載體主要有：活性氧化鋁（即γ-AI2O3）、無(wú)定型硅酸鋁、沸石。催化加氫催化劑3.助劑（1）結(jié)構(gòu)性助催化劑結(jié)構(gòu)助催化劑又稱為穩(wěn)定劑，能提高催化劑的活性表面積和熱穩(wěn)定性，能防止催化劑表面再操作溫度下變形（如：加入少量SiO2可阻止γ-AI2O3晶粒增大和變形；又如加入少量P可阻止γ-AI2O3與Ni結(jié)合成無(wú)活性的Ni-AI2O3尖晶石。）催化加氫催化劑

（2）活性助催化劑加氫裂化催化劑中的Ⅷ-B族金屬，多以活性助催化劑的形式出現(xiàn)，如Co和Ni單獨(dú)存在時(shí)，其加氫活性都不很顯著，但和Mo和W結(jié)合后，可顯著提高M(jìn)o和W的加氫活性，Mo-Ni組合用于生產(chǎn)煤油、柴油為主要產(chǎn)品的單段加氫裂化過(guò)程，而W-Ni組合則有利于脫除潤(rùn)滑油中最不希望存在的多環(huán)芳烴組分。催化加氫催化劑

（二）加氫催化劑分類

1.按金屬組分分類：非貴金屬催化劑和貴金屬催化劑。非貴金屬催化劑以金屬組分的硫化物形式存在時(shí)，才能發(fā)揮較強(qiáng)的加氫功能和改善酸性功能。而貴金屬催化劑只有以金屬組分的還原態(tài)形式存在，在無(wú)硫環(huán)境中，才能發(fā)揮作用。催化加氫催化劑

2.按酸性載體組分分類無(wú)定型硅酸鋁載體和晶型分子篩載體催化劑

無(wú)定型硅酸鋁載體晶型分子篩載體酸性中心較少多裂化活性弱強(qiáng)反應(yīng)溫度高（基準(zhǔn)+30~40℃）低（基準(zhǔn)）運(yùn)轉(zhuǎn)周期反應(yīng)溫度高，易積炭，運(yùn)轉(zhuǎn)周期短反應(yīng)溫度低，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)特點(diǎn)可避免二次裂化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，適宜于生產(chǎn)中油，氫耗較低抗氨能力強(qiáng)，溫度穩(wěn)定性好。靈活性大，可調(diào)整反應(yīng)溫度，改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。適宜于生產(chǎn)輕質(zhì)油或生產(chǎn)中油同時(shí)生產(chǎn)輕質(zhì)油，反應(yīng)壓力較低催化加氫催化劑3.按工藝流程分類單段催化劑、一段串聯(lián)的裂化催化劑、兩段法之第二段催化劑、三段法中的第二段催化劑。4.按催化劑形狀分類固體催化劑、漿液催化劑5.按目的產(chǎn)品分類液化氣型催化劑、石腦油型催化劑、中油型催化劑、高中油型催化劑及重油型催化劑。催化加氫催化劑

五、潤(rùn)滑油加氫催化劑（一）主要反應(yīng)（1）稠環(huán)芳烴加氫生成稠環(huán)環(huán)烷烴；（2）稠環(huán)環(huán)烷烴部分加氫并開(kāi)環(huán)生成帶長(zhǎng)側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴；（3）正構(gòu)烷烴或分支程度低的異構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)化成為分支程度高的異構(gòu)烷烴。（4）加氫脫硫，脫氮，脫金屬等反應(yīng)，盡量減少裂化反應(yīng)，以避免潤(rùn)滑油收率下降，油品質(zhì)量變差。催化加氫催化劑