加氢脱氮催化剂.ppt

参考书：陈茂涛编著《催化作用原理》
吴越编著《催化化学》
黄仲涛主编《工业催化》
李岳君主编《炼油催化剂生产技术》
张云良主编《工业催化剂制造与应用》
林西平主编《石油化工催化概论》
催化剂与催化作用基础第五章催化加氢催化剂一、催化加氢化学反应
（一）加氢处理反应
加氢脱硫反应（HDS）
加氢脱氮反应(HDN)
加氢脱氧反应(HDO)
加氢脱金属反应(HDM)
加氢处理脱除氧、氮、硫及金属杂质进行不同
类型的反应，这些反应一般是在同一催化剂床层进
行，此时要考虑各反应之间的相互影响。（二）烃类加氢反应
1.烷烃加氢反应
R1－R2+H2→R1H+R2H
nCnH2n+2→iCnH2n+2
2.环烷烃加氢反应
3.芳香烃加氢反应
烷基苯加氢裂化反应主要有脱烷基、烷基转移、
异构化、环化等反应，使得产品具有多样性。
4.烯烃加氢反应
烯烃在加氢条件下主要发生加氢饱和及异构化
反应。二、加氢催化剂分类
（一）加氢精制（处理）及其催化剂
如加氢脱硫催化剂，加氢脱氮催化剂，重整原
料预加氢催化剂，汽油选择性加氢催化剂。
（二）加氢裂化催化剂
加氢裂化催化剂不但需要具备加氢精制催化剂
的功能，而且应具有充分的裂化功能，是典型的双
功能催化剂。（三）润滑油加氢催化剂
用以代替润滑油的溶剂精制和白土精制。
催化剂是催化加氢的技术核心。加氢装置的投
资、操作费用。产品质量、甚至装置流程都与催化
剂的性质密切相关。催化加氢技术的水平和发展，
在很大程度上取决于催化加氢催化剂的开发与应
用，在当前清洁燃料的生产成为炼油业共同课题的
时候，作为其核心技术的加氢工艺，必将促进催化
加氢催化剂进一步发展。三、加氢精制催化剂（一）加氢精制催化剂的组成
1.活性组分
催化加氢的活性主要来源于加氢金属组分，金
属组分主要提供加氢活性及能够加速C－N键氢解的
弱酸性，由VlB族或Ⅷ族的金属。不同的非贵金属组
分和贵金属组分搭配取决于原料性质和要求达到的
主要目的。典型的二组分搭配有：Ni-W、Co-Mo、
Ni-Mo等，典型的三组分搭配有：W-Ni-Mo、Co-Mo-
Ni等。反应活性反应活性2.助剂
为了改善加氢精制催化剂某一方面的性能，如
活性，选择性、寿命、热稳定性或强度等，常常添
加一些助剂，如硅、磷、氟、硼、钾、钙和镁等元
素，国内加氢精制催化剂常添加硅、氟、硼、磷等。
硅的加入，可提高催化剂的热稳定性，改变表面酸
性物质，有利于再生处理。氟可以减少镍铝尖晶石
和钴铝尖晶石的生成，调整表面酸性物质。磷在沉
淀或打浆时，可以增加孔容和比表面积，磷还可以
调整表面酸性物质。这些助剂可以提高催化剂的活
性。钾、钙、镁可提高催化剂的热稳定性以及催化
剂加氢脱硫的选择性。3.载体
载体具有高的表面积，可高度分散活性的金
属；具有理想的孔结构（孔体积和孔分布），有利
于反应分子的扩散；为容纳积炭提供空间，载体能
改善催化剂的导热性、防止活性组分因局部过热而
烧结失活；作为催化剂的骨架，提高催化剂的稳定
性和机械强度，并使催化剂具有一定的形状和大
小，以适应工业过程中流体力学的需求。（二）加氢精制催化剂分类
轻质油加氢精制催化剂
柴油馏分加氢精制催化剂
直馏煤油加氢精制催化剂
选择性加氢催化剂（三）加氢精制催化剂的选择
选择催化剂首先应考虑是选择活性高、选择性
好、稳定性好、寿命长。
脱硫率=（1－生成油硫含量/原料油硫含量）×100%
脱氮率=（1－生成油氮含量/原料油氮含量）×100%
催化剂应具有良好的再生性能，一般应可再生
一到两次。此外，在催化剂性能相同的情况下，考
虑价格、密度等。（四）加氢精制催化剂的制备
加氢精制催化剂常用的制备方法有沉淀法、混合
法、浸渍法等。目前普遍采用浸渍法生产。浸渍法
是将载体在有活性组分的溶液中浸泡（称之为浸
渍），浸渍后，经干燥、焙烧制得催化剂。四、加氢裂化催化剂
（一）加氢裂化催化剂的组成及作用
1.金属组分
适宜作加氢裂化催化剂加氢活性组分的ⅥB族和
Ⅷ族中的金属元素有：贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、
非贵金属钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钴
（Co）、镍（Ni）、和铁（Fe）等金属及其氧化物
或硫化物。2.裂化组分
加氢裂化催化剂中的裂化组分就是载体，它为
催化剂提供酸性中心，提供合适的孔结构和增加有
效表面积，并且与活性金属组分形成新的化合物，
改善催化剂性质。
这些载体主要有：活性氧化铝（即γ-AI2O3）、
无定型硅酸铝、沸石。3.助剂
（1）结构性助催化剂
结构助催化剂又称为稳定剂，能提高催化剂的
活性表面积和热稳定性，能防止催化剂表面再操作
温度下变形（如：加入少量SiO2可阻止γ-AI2O3晶
粒增大和变形；又如加入少量P可阻止γ-AI2O3与
Ni结合成无活性的Ni-AI2O3尖晶石。）（2）活性助