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水煤气变换反应耦合加氢过程的影响因素

2021-07-14胡元冲李明丰

石油炼制与化工 2021年7期
关键词:催化剂影响

胡元冲,秦 康,田 旺,张 乐,丁 石,李明丰

(中国石化石油化工科学研究院,北京 100083)

水煤气变换反应(WGSR)是以CO和H2O为原料,在催化剂的作用下生成H2和CO2的过程[1-2]。该反应是工业制氢过程中的一个重要反应,亦可用于调节合成气加工过程中的H2/CO比例[3-4],在合成氨[5-6]、合成甲醇[7-8]等传统工业领域及燃料电池领域[9]均有广泛应用。

催化加氢作为石油加工过程的一类重要工艺,在改善产品质量和提高轻质油收率等方面发挥着重要作用[10-11]。然而在传统加氢过程中,H2在复杂反应体系中的解离和扩散效率低下[12],若能改变H2的供应途径,以原位供氢的方式来提高氢源在反应体系中的溶解性,降低活泼氢生成的活化能,对于强化加氢反应路径、提升产品质量和降低装置能耗都具有重要意义。

近年来,许多学者以CO+H2O作为氢源,把WGSR与加氢过程耦合在一起[13-15],将其用于模型化合物、馏分油和重油的原位加氢过程,涉及的反应类型包括原位加氢脱硫(HDS)[16-17]、加氢脱氮(HDN)[18]和芳烃饱和[19]等,均取得了较好的加氢效果。考察并分析原料油原位加氢过程的影响因素,对于这一耦合过程的催化剂选择及反应条件优化具有重要指导意义。本研究就催化剂和反应条件对原料油原位加氢过程的影响,以及原位加氢条件下不同反应之间的相互影响进行综述,旨在为WGSR耦合加氢过程的工业开发提供参考。

1 催化剂对原位加氢的影响

1.1 负载型催化剂

负载型催化剂主要由活性组分和载体组成。原位加氢过程所用催化剂的活性组分以Mo、W为主,使用过程中需保持硫化状态以维持较高的加氢活性,载体结构和类型会对催化剂活性相的形成及原位加氢活性产生显著影响。……

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