工业加氢精制催化剂氮化处理过程原位TG-DTA研究.pdfVIP

214 可持续发展战略中的催化科学与技术 工业加氢精制催化剂氮化处理过程的原位TG—DTA研究 田晓飞1周志军2王萍1孙桂大2 (1．抚顺石油学院，抚顺103001；2．北京石油化T学院．北京102617) 20世纪90年代以来，国内外许多学者发现金属氮化物催化剂具有很高的脱硫、脱氮活性[1]。然 而，对于氮化物催化剂的研究往往集中在新型催化剂的合成方面，人们往往在求新、求变的同时忽视 了对现有催化剂的处理及整合。本文根据目前新型过渡金属氮化物加氢精制催化剂物化特性03及其 加氢规律E3,4J的研究和分析，采用氢氮混台气对现有工业加氢精制催化剂进行氮化处理，用TG—DTA 法对催化剂的氮化过程进行原位分析，优化了氮化方法及条件，并通过对模型化合物的加氢脱硫实验 对氮化态工业催化剂进行活性测定，证实了氮化态工业催化剂优越的加氯脱硫、脱氮性能及大规模应 用于生产实践的可能性。 1实验部分 1．1工业催化剂选用工业应用最广泛的镍钨系列G1催化剂和钴钼系列G2催化剂。 Extra 6200型TG 1．2原位TG—DTA实验实验采用Seiko DTA联用仪，在Hz和Nt混合气 作用下，以不同的氢氮比和升温速率进行工业催化剂氮化过程的原位TG—DTA分析，通过失重率和 热力学计算，研究反应历程，推定中间产物，比较不同氮化条件(表1)对氮化反应历程的影响，进而优 化氮化方法。 表1 TG—DTA原位实验条件 1．3催化性能测定催化性能测定在固定床高压微型反应器上进行，催化剂装填量为1～2ml， 压微量泵打人噻吩和吡啶含最为5wt％的环己烷溶液进行反应。利用在线色谱FID检测器进行在线 分析。用于与氮化态催化剂对比的硫化态催化剂反应前需要经过预硫化，硫化剂采用吉3wt％二硫化 碳的环己烷溶液。 2结果与讨论 2．1氮化条件对催化剂性能的彩响由工业G1、G2催化剂氮化过程的原位TG—DTA谱图(图 氮化完全，继续提高反应温度会使氮化态产物迅速转化为金属单质，大氢氨比会加速氮化态产物的形 成，也会使产物在高温作用下迅速还原。在反应温度范围内，提高反应温度、氢氮比及大空速对氮化产 物的生成有利，较慢的升温速率会使反应物氮化完全。 2．2催化剂性能比较图3、图4分别是催化剂G1、G2在氮化态和硫化态时的噻吩加氢脱硫、 吡啶加氢脱氮反应的转化率比较，采样时间是反应进行3h。由图可见，在相同反应条件下，氮化后的 工业催化剂与硫化态催化荆相比，不仅具有较高的初活性及稳定性，就是在较低反应温度下也可以保 持较高的活性水平。以工业G1催化剂HD$反应为例，其氮化产物在603K时，脱硫转化率可达97％ 以上，反应温度为573K时，其脱硫转化率也可达92％以上。 基金项目：国家重点基础研究发展规划项目．国家科技都【G2000048) A．催化剂制备科学与技术 215 图1 工业G1催化荆氯化过程原位TG—DTA谱图 DTO@位：mVlminDTA单位：+“V TG单位：mg 温度(1：J ‘ i ： t拭U