制备条件对磷化钨催化剂加氢性能的影响.pdfVIP

制备条件对磷化钨催化剂加氢性能的影响 第一章 前 言 1.1 前言 石油作为我国主要的能源之一，在未来相当长的时间内，石油产品仍是内燃 机的主要燃料。石油产品中含有的有机硫、氮在燃烧过程中，排放出大量 SOx 和 NOX ，严重污染了大气等生态环境。随着人们生活质量的大幅提高，家用车辆日 趋增多，对燃料油的需求也在不断增加，同时也给环境保护带来了压力，特别是 北京 2008 奥运会的临近，如何经济有效地控制燃料尾气中有害气体的排放，已 成为我国亟待解决以及可持续发展战略中迫切需要解决的重大问题，也是世界污 染控制技术的发展方向。化学工业大量使用催化剂始于上个世纪 20 年代。随着 化学工业，尤其是石油化工的发展，催化剂的品种和需求量与日俱增。目前使用 催化剂的化工过程约占全部化学工业的 80%，而且已扩展到环境化学，国防化 学，精细化工以及其他领域。近年来，对催化剂性能的研究和开发应用型、新型 催化材料已成为众多专家，学者研究的焦点。 金属负载型催化剂的性质不仅与金属种类和含量有关，而且多数与金属在载 体上的分散状态有关，影响催化剂性能的因素，除助剂，载体，活化条件等因素 外，还与催化剂的制备方法，焙烧温度以及焙烧时间有关。焙烧温度对催化剂的 结构及其性能有着重要的影响[1-3] 。工业催化剂其性能主要取决于其化学组成和物 理结构，由于制备方法的不同，尽管成分，用量完全相同，所制备的催化剂的性 能仍可能有很大差别。催化剂的发明和创新，首要和核心的问题便是催化剂制造 技术的发明和创新。因此，催化剂制备过程中，焙烧温度和焙烧时间对催化剂的 影响是不可忽略的重要因素。目前，加氢脱氮和加氢脱硫催化剂仍是基于负载型 Mo-Co,Mo-N i 和 W-Ni 等硫化态的不断改进，对氮化物和碳化物催化剂有一些研 究。而有关磷化钨催化剂的研究报道很少。为了生产环境友好的清洁燃料，开发 高活性的加氢催化剂是解决这些问题的重要手段。催化剂活性的好坏，与其组 成、制备方法等密切相关。不同方法制备的催化剂，其物化性质也会发生变化， 从而影响到其活性、选择性和稳定性。因此，结合我国钨资源丰富的特点，开展 磷化钨加氢精制催化剂表面结构和活性中心性质的研究，研制高效稳定的加氢精 制催化剂对我国石油加工和石油化工的发展具有重要的意义。 - 1 - 制备条件对磷化钨催化剂加氢性能的影响 1.2 文献综述 1.2.1 加氢精制催化剂的制备方法 催化剂常用的制备方法有：沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法，机械混 合法，热熔融法等。 1.2.2 浸渍法概述 将载体浸泡于活性组分的溶液中的操作称为浸渍，有时负载组分系以蒸气相 方法浸渍载体，就称为蒸气相浸渍法。载体与活性组分接触一定时间再采用过 滤，蒸发等方法将剩余的液体除去，活性组分就以离子或化合物的微晶方式负载 在载体表面上，然后再干燥，焙烧等后处理过程，制得最终催化剂产品。 多数情况，浸渍法并不是直接应用活性组分本身的溶液来与载体接触，而是 使用这种活性组分的易溶于溶剂的盐类或其他化合物的溶液，这些盐类或化合物 负载在载体表面上以后，加热时就分解得到所需要的活性组分。所以浸渍法所用 溶液中含有活性组分的物质，应具有溶解度大，结构稳定，且在焙烧时可以分解 成稳定化合物的特性，通常是用硝酸盐，草酸盐，或铵盐等可以分解的盐类来配 制浸渍液。 1.2.3 浸渍法的基本原理 一方面是因为固体的空隙与液体接触时由于表面张力的作用而产生毛细管压 力，使液体渗透到毛细管内部；另一方面，活性组分在载体表面上的吸附。 1.2.4 浸渍法的优点 浸渍法可以用即成外形与尺寸的载体，省去催化剂所需成型的步骤；浸渍法 能够将一种活性组分负载在载体上，活性组分系分布在载体表面上，活性组分的 利用率较高，用量少，这对于像钯、铂等贵金属，用作活性组分时更具有显著的 意义；浸渍法可选择合适的载体，提供催化剂所需的物理结构特性，如：比表 面，孔半径，机械强度，导热率等。正因为如此，浸渍法是一种简单易行而且经 济的方法，广泛用于制备负载型催化剂，尤其是低含量的贵金属催化剂。 - 2 - 制备条件对磷化