研究新型柴油加氢催化剂工艺技术及应用论文_葛炜,李鑫

研究新型柴油加氢催化剂工艺技术及应用论文_葛炜,李鑫

摘 要:传统的二次加工柴油内部的组分比重相对较大,柴油当中的硫和氮元素含量较高,影响到了柴油的使用质量。本文重点针对新型柴油加氢催化剂的使用工艺展开了分析和研究,并且提出了相应的应用技术要点,有效提高柴油的使用质量。

关键词:柴油;加氢催化剂;技术

本文重点针对一种新型的柴油加氢催化剂的使用展开了分析和论述,该催化剂在二次加工柴油的深度加强处理工作中所表现出的效果非常明显,尤其是对于一些劣质柴油来讲,通过一系列的深度加氢处理之后,可以对柴油内部的各种物质组分构成进行有效的调整。这种加氢催化剂主要是通过烷基铝,通过水解制成纯度超过75%的离子交换物质,属于一种复合型催化剂载体。该催化剂的活性程度较高,内部主要包含了氧化镍、氧化钼以及磷元素等,属于一种复合型催化剂载体,这种新型的催化剂在柴油加氢处理工艺当中的应用效果非常明显。

1.我国柴油资源的使用状况

随着我国化工产业的不断向前发展,对柴油使用的质量标准也在不断提高,石化单位在对一些劣质原油的处理比例上正在不断上涨。由于多方面因素的影响,各大化工单位正在寻求清洁更高的柴油加氢催化技术,有效提高柴油的使用质量。选择高活性和高性能的催化剂开展柴油加氢处理,是提高柴油品质的重要工作环节。劣质柴油当中含有的大量硫元素,在燃烧过程当中会形成硫化物,比如二氧化硫等这种物质,不但会对汽车的发动机造成一定的腐蚀问题,同时也会对环境空气造成污染,是世界上大气重点污染物之一。硫元素的含量大小直接影响到了柴油发动机的尾气组分构成,燃烧的柴油尾气当中会还有大量的颗粒物质,包含了有机物硫酸盐以及对人体有害的气体。

2.影响柴油加氢精制反应的主要因素

2.1加氢反应压力

在柴油的生产工作中影响柴油馏分和精度的影响因素较多,包含了柴油在生产过程当中的反应压力、加氢反应温度、原材料的性质以及反应过程中所使用的催化剂类型等。加氢反应和系统当中的氢分压成正向关系,而加氢反应系统当中的氢气分压,主要决定了反应过程当中的系统压力以及混合氢气的实际浓度。由于加氢反应属于一个不断放热以及消耗氢的过程,有效提高系统内部的氢分压可以有提高氢反应的程度以及加快反应速率。因此,在加氢反应过程中必须要具有充足的氢分压,一方面来讲可以提高系统内部的氢循环速率,同时还可以提高氢气的纯度。对于柴油的馏分加氢反应来讲,实际的工作压力需要保持在4~8MPa之间,可以达到良好的加氢精制处理效果。

2.2加氢反应催化剂的活性

对于新型柴油的加氢反应催化剂来讲,必须要具有较高的活性,当反应器的进口温度和反应器的平均温度保持不变的状态下,加氢催化剂的活性越高,则在加氢处理过程当中的脱氮、脱硫效果也就更加明显,所生产出来的石油产品的品质更高,选择和使用高活性的加氢催化剂是提高深度加氢脱硫工作的有效途径。

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3.新型柴油加氢催化剂工艺技术运用

3.1 FDS催化剂

FDS催化剂是新型柴油加氢催化剂工艺当中比较先进的催化剂类型,在工业的生产工作中柴油的加氢精制催化剂活性处分主要是以Mo或者W作为主要的催化剂类型,可以和Co或者是Ni作为辅助催化作用。为了有效提高柴油加氢催化剂的活性,针对加氢催化剂的制备工作流程进行了严格的控制,通过了改性和分子筛的加入方法,有效提高了催化剂的制取工作效果。通过FDS催化剂的有效使用提高了柴油加氢催化处理工作的活性以及质量。

3.2催化剂的装填技术

FDS催化剂属于一种吸水性较强的物质,为了有效防止催化剂出现返潮问题,需要选择在干燥的环境下来进行装填,并且连续工作直到完成为止。如果催化剂的碎颗粒较多,在装填过程中需要使用1×1的网格筛来进行筛选,防止反应器内部的压力差过大,造成整个柴油加氢催化效果受到影响。

3.3催化剂干燥技术

催化剂在运输包装以及使用过程中,经常会吸附一定的水分,因此需要对催化剂进行有效的干燥处理。在1.5MPa的氮气压力环境下,通过氮气全循环的方法以加热炉进行升温,达到20~25℃,每小时的上升速率将反应器的内部温度控制在130~160℃之间,通过这种方法来对催化剂进行有效的干燥处理。

3.4催化剂硫化技术

将碱金属催化剂进行硫化和活化处理,保证催化剂的使用性能符合柴油加氢处理工作标准。催化剂的硫化过程中需要使用到硫化学品,在本次工作过程中使用的是二甲基二硫(DMDS),同时也可以选用二甲基硫(DMS)或者是硫醇作为硫化剂,但是DMDS硫化剂在使用过程中的优势更加明显。DMDS在流化的环境下,很容易出现分解,生成甲烷等物质和DMS。和硫醇相比。DMDS在使用过程当中的蒸汽压更低,方便后续的处理处置之外由于DMDS具有较高的含硫量,因此在实际的应用过程中使用量需要进行有效的控制。DMDS的分解温度在240℃左右,相比于其他的硫化剂温度更低,因此使得硫化过程中可以在更低的温度下来加以开展。

3.5催化剂工艺参数控制

为了有效保证系统装置设备的正常工作和运行,需要对柴油的加氢催化剂使用条件进行有效的控制,对于各个不同节点的装置运行控制至关重要,它会直接影响到催化剂的使用质量和使用周期。首先,对催化剂的床层温度进行有效的控制,反应过程当中的杂质脱除率高低受到多方面因素的影响,主要包含了原材料的种类、原材料催化剂表面的停留时间以及催化剂传承当中的氢气分压大小,对于温度来讲,正常情况下温度越高反应速度越快,柴油当中的杂质去除效率也就越高。对于FDS加氢精制催化剂来讲,最大的床层温度不能超过45℃,因此在进行柴油加氢处理过程中,必须要对催化剂的使用量和使用速度进行控制。相反,当减少进料总量时,需要降低催化剂的使用量和和温度,然后再减小进料的速度。

4.结束语:

通过柴油加氢催化剂的使用之后,柴油的整体活性和稳定性更高,有效满足了我国III级排放工作标准,进而受到了我国相关化工单位的高度关注和重视。

参考文献:

[1]杨琅.国内外汽柴油加氢催化剂的技术进展[J].武汉工程大学学报,2018,40(04):355-359+365.

[2]侯章贵,.加氢脱芳烃技术及催化剂研究进展[J].石油与天然气化工,2018,47(02):12-18.

论文作者:葛炜,李鑫

论文发表刊物:《科学与技术》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/29

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