高孔体积、大孔径渣油加氢催化材料的开发
2021-06-14杨清河胡大为曾双亲
石油炼制与化工 2021年6期
刘 滨,杨清河,胡大为,曾双亲
(中国石化石油化工科学研究院,北京 100083)
由于渣油加氢反应受扩散过程控制,所以催化剂的外形尺寸和孔结构成为影响催化剂性能的关键因素。为减少渣油分子在催化剂内部的扩散阻力,催化剂应具有较大孔径,为反应物分子提供扩散通道,同时又要具有较高的孔体积,以容纳更多的杂质与垢物,延长催化剂运转周期。
制备高孔体积、大孔径渣油加氢催化剂的关键在于载体的制备。目前,制备大孔径载体较常用的方法是扩孔剂法,包括物理扩孔剂法和化学扩孔剂法[1]。物理扩孔剂法是在载体成型过程中加入炭黑、有机物等扩孔剂,依靠扩孔剂的空间填充效应和燃烧后生成气体的膨胀冲孔作用,在载体中形成大孔。受载体强度限制,物理扩孔剂法用得不多,扩孔效果也有限。化学扩孔剂法是在载体中加入硅、硼、磷等物质,通过改变拟薄水铝石粒子大小及分散状态来达到增大氧化铝孔径的效果。这种方法在载体低温焙烧时会起到一定的作用,但扩孔能力(效果)同样有限。
碱式碳酸铝铵[2-4]作为一种不同于拟薄水铝石的氧化铝前躯物,含有大量的铵离子、碳酸根离子和羟基。在焙烧形成氧化铝的过程中,这些离子除具有空间填充效应外,气体膨胀产生的冲孔作用使得形成的氧化铝具有较高孔体积、较大孔径。本研究以硫酸铝溶液和碳酸氢铵溶液为原料,采用化学共沉淀的方法制备碱式碳酸铝铵(化学式为NH4[AlO(OH)]2HCO3·2H2O),可直接作为渣油加氢催化剂的载体材料使用,弥补了扩孔剂法的不足,为制备高孔体积、大孔径的渣油加氢催化材料提供了新的思路。……
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