CN103406132B - 一种载硫型加氢催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种载硫型加氢催化剂的制备方法，具体的制备骤为，1）配液：将硫化烯烃油、单质硫、硫化促进剂进行混合，调混成均匀的总硫浓度为18-30%的混合硫化油剂；2）浸混：在压强为常压或负压，温度为30-60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在加氢催化剂中，翻混40-50分钟；3）烘干：将浸混后的加氢催化剂在密闭隔绝空气（或氮气氛中）的条件下进行烘干处理，形成被薄层积碳包裹着的催化剂，制得载硫型加氢催化剂；该载硫型加氢催化剂具有操作简单，节约能源，成本低廉，既安全又环保等优点，而且该种方法预硫化后的加氢催化剂活性高、开工程序简化、节省时间和能源。
Description
技术领域
本发明涉及加氢催化剂应用的技术领域，特别提供了一种可以省去器内预硫化步骤的载硫型加氢催化剂的制备方法。
背景技术
催化剂是加氢工艺的核心，在加氢催化剂中，如鎢、钼、镍、钴等活性金属组分在使用前均以氧化物形式分散在载体上，其活性较低，稳定性差，只有经过预硫化处理，将金属氧化物转化为金属硫化物后，才具有优良的加氢活性，使催化剂的活性和稳定性得到良好的恢复和提高。其中，预硫化是现代加氢工艺的后续配套技术。
目前，加氢催化剂的预硫化多为器内预硫化，其中，器内预硫化是把新的或再生的催化剂装在加氢反应器内，在氢气压力下升温，分步骤注入二硫化碳或二甲基二硫，将金属氧化物转化为金属硫化物，该种传统的器内预硫化，需要耗时3～４天，具有耗时长，成本大，污染重，操作难等缺点，而且对于处理装置的要求也较为严格。
因此，如何对加氢催化剂的预硫化技术进行改进，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种载硫型加氢催化剂的制备方法，用有机硫化合物（混合硫化油剂）对新鲜催化剂和再生催化剂进行器外预硫化，使部分活性金属得以重新分散，并在硫化过程中将金属氧化物转化为金属硫化物，使催化剂具有优良的加氢活性和稳定性，以解决现有加氢催化剂预硫化方法中存在的问题。
本发明提供的载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：具体的制备步骤如下，
——配液：将硫化烯烃油、单质硫、硫化促进剂进行混合，调混成均匀的总硫浓度为18～30%的混合硫化油剂，其中，按重量比，单质硫：有机硫＞2:1，且所述的硫化烯烃油为馏程范围为200～300℃中的一种或多种硫化烯烃族群构成；
——浸混：在压强为常压或负压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在加氢催化剂中，翻混40～50分钟；
——烘干：将浸混后的加氢催化剂在密闭隔绝空气的条件下进行烘干处理，形成被薄层积碳包裹着的催化剂，制得载硫型加氢催化剂。
本发明中载硫型加氢催化剂的制备方法是在加氢催化剂上加载一种特制的“混合硫化油剂”助剂，经在一定温度下硫化反应，烘干处理后，最终制得载硫型加氢催化剂。
其中，“混合硫化油剂”是以硫化烯烃油作为溶剂按照单质硫：有机硫＞2:1的比例，混合搅拌均匀配成总硫含量为18～30%的混合硫化油剂。其中，优选在压强为常压，温度为40～50℃的条件下，进行混合硫化油剂的混合搅拌，使其更为均匀。由于该“混合硫化油剂”中的硫化烯烃油为馏程范围为200～300℃中的一种或多种硫化烯烃族群构成，因此，该载硫型加氢催化剂在加氢装置开工实用中能体现出放热-放水-放H2S较分散、不集中、易操作等特点。
优选，所述混合硫化油剂中各成分所占的重量比，硫化烯烃油：单质硫：硫化促进剂为10～25：3～5：0.5～2。
进一步优选，所述硫化烯烃油为硫化烯烃棉籽油、硫化异丁烯 、二叔丁基多硫化合物中的一种或多种。
进一步优选，所述硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、四硫化四甲基秋兰姆、二苯基硫脲或二苯胍中的一种或多种。
其中，在浸混步骤中，通过压强、温度以及时间的设定，使加氢催化与较为黏稠的混合硫化油剂进行充分的混合，便于硫化反应的进行。
优选，浸混步骤中翻混的速度为4~6转/分钟，使加氢催化剂能够与较为黏稠的混合硫化油剂进行更为均匀的混浸，提高浸混效果。
为了减少原料的浪费，在浸混步骤中，混合硫化油剂的加入量可以根据混合硫化油剂中的总硫浓度以及加氢催化剂的理论需硫量进行确定；
例如，某DN-3110（MoNi型）加氢催化剂的理论需硫量为7.5%，则浸混100kg该种催化剂，至少需要总硫浓度为25%的混合硫化油剂30kg，从而确定混合硫化油剂和加氢催化剂的配比关系。
其中，在烘干步骤中，由于会产生少量的H2S去脱硫单元，因此将其设置密闭隔绝空气的条件下进行，减少了对周围环境的影响，同时提高的生产的安全性。
优选，所述烘干步骤中的烘干处理为三个阶段的连续辐射加热烘干固化，其中，三个阶段的温度梯度为“常温～110℃”→“110℃～160℃”→“170±5℃”，且整个烘干处理的时间为4~5个小时；通过三个连续的阶段性辐射加热烘干固化，提高了加氢催化剂的烘干效果，使制得的载硫型加氢催化剂质量更佳。
进一步优选，烘干处理是在氮气的保护下进行，提高烘干效果。
进一步优选，整个烘干过程中加氢催化剂在不停的翻转；从而使每一粒催化剂都受热均匀，而且不发生碰碎，提高载硫型加氢催化剂的质量。
优选，所述加氢催化剂为Mo-Ni/Al2O3 、W-Ni/Al2O3、W-Mo-Ni/Al2O3或Co-Mo/Al2O3中的一种或多种新鲜或再生氧化态催化剂。
进一步优选，所述再生氧化态催化剂为含碳量为0.2～0.8%，含硫量为0.5～1.5%的氧化态再生催化剂，该种氧化态再生催化剂的比表面积和孔容得到了恢复，强度好，金属聚集低。
进一步优选，在烘干步骤之前对浸混后的加氢催化剂进行养生，以提高加氢催化剂的烘干效果。
本发明提供的加氢催化剂的预硫化方法，具有操作简单，节约能源，成本低廉，既安全又环保等优点，而且该种方法预硫化后的加氢催化剂活性高。
具体实施方式
实施例1
Co-Mo型载硫型加氢催化剂——M812（再）的制备：
1）将硫化烯烃棉籽油T-405A、硫磺粉和二硫化四甲基秋兰姆按照重量比10:3:0.5进行混合，调混成总硫浓度18%的混合硫化剂，其中，单质硫：有机硫＞2:1；
2）在压强为常压，温度为30-60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在Co-Mo/Al2O3—M812再生催化剂中，翻混40～50分钟；
3）将浸混后的加氢催化剂在密闭隔绝空气的条件下，连续进行“常温～110℃”条件下，辐射预热1.5小时，“110℃～160℃”条件下，辐射加热1.5小时，“170±5℃”条件下，辐射加热1.5小时，形成薄层积碳包裹着的催化剂，制得Co-Mo型载硫型加氢催化剂—M812（再）。
实施例2
Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3100（新）的制备：
1）在压强为常压，温度为40～50℃条件下，将硫化异丁烯T321、硫磺粉和二苯基硫脲按照重量比25:5:2进行混合，调混成总硫浓度30%的混合硫化剂，其中，单质硫：有机硫＞2:1；
2）在压强为负压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在Ni-Mo/Al2O3—DN-3100新生催化剂中，翻混40-50分钟；
3）将浸混后的加氢催化剂养生后，在氮气的保护下，连续进行“常温～110℃”条件下，辐射预热1小时，“110℃～160℃”条件下，辐射加热1.5小时，“170±5℃”条件下，辐射加热1.5小时，形成薄层积碳包裹着的催化剂，制得Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3100（新）。
实施例3
Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3100（再）的制备：
与实施2的不同之处在于，本实施中加氢催化剂为积碳失活Ni-Mo/Al2O3—DN-3100烧焦再生催化剂，其他制备工艺完全相同。
实施例4
Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3110（新）的制备：
1）将二叔丁基二硫 、硫磺粉、二苯胍和四硫化四甲基秋兰姆按照重量比19:4:0.5:1进行混合，调混成总硫浓度30%的混合硫化剂，其中，单质硫：有机硫＞2:1；
2）在压强为常压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在Ni-Mo/Al2O3—DN-3110新鲜催化剂中，翻混40～50分钟；
3）将浸混后的加氢催化剂在密闭隔绝空气的条件下，连续进行“常温～110℃”条件下，辐射预热1小时，“110℃～160℃”条件下，辐射加热2小时，“170±5℃”条件下，辐射加热2小时，形成薄层积碳包裹着的催化剂，制得Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3110（新）。
实施例5
Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3110（再生）的制备：
与实施4的不同之处在于，本实施中加氢催化剂为Ni-Mo/Al2O3—DN-3110再生催化剂，其他制备工艺完全相同。
实施例6
Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-200（再生）的制备：
1）在压强为常压，温度为40-50℃条件下，将硫化烯烃棉籽油T-405A、二叔丁基二硫 、硫磺粉、二硫化四乙基秋兰姆和四硫化四甲基秋兰姆按照重量比10:11:3:1:1进行混合，调混成总硫浓度28%的混合硫化剂，其中，单质硫：有机硫＞2:1；
2）在压强为负压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在Ni-Mo/Al2O3—DN-200再生催化剂中，翻混40～50分钟；
3）将浸混后的加氢催化剂在氮气的保护下，连续进行“常温～110℃”条件下，辐射预热1.5小时，“110℃～160℃”条件下，辐射加热1.5小时，“170±5℃”条件下，辐射加热1.5小时，形成薄层积碳包裹着的催化剂，制得Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-200（再）。
实施例7
Ni-W型载硫型加氢催化剂——RS-1（新）的制备：
1）将硫化异丁烯T321、二叔丁基二硫 、硫磺粉、二苯基硫脲和二苯胍按照重量比11:14:4:0.5:0.5进行混合，调混成总硫浓度21%的混合硫化剂，其中，单质硫：有机硫＞2:1；
2）在压强为常压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在Ni-W/Al2O3—RS-1新生催化剂中，翻混40～50分钟；
3）将浸混后的加氢催化剂养生后，在密闭隔绝空气的条件下，连续进行“常温～110℃”条件下，辐射预热1.5小时，“110℃～160℃”条件下，辐射加热1.5小时，“170±5℃”条件下，辐射加热1.5小时，形成薄层积碳包裹着的催化剂，制得Ni-W型载硫型加氢催化剂——RS-1（新）。
实施例8
Ni-W型载硫型加氢催化剂——RN-1（再）的制备：
1）将硫化异丁烯T321、二叔丁基二硫 、硫磺粉、二苯基硫脲和二苯胍按照重量比10:10:4:1:0.5进行混合，调混成总硫浓度25%的混合硫化剂，其中，单质硫：有机硫＞2:1；
2）在压强为常压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在Ni-W/Al2O3—RN-1再生催化剂中，翻混40-50分钟；
3）将浸混后的加氢催化剂在密闭隔绝空气的条件下，连续进行“常温～110℃”条件下，辐射预热1.5小时，“110℃～160℃”条件下，辐射加热1.5小时，“170±5℃”条件下，辐射加热1.5小时，形成薄层积碳包裹着的催化剂，制得Ni-W型载硫型加氢催化剂——RN-1（再）。
实施例9
将实施例1~实施例8中的载硫型加氢催化剂进行性能测试，具体的结果，见表1，
表1：载硫型加氢催化剂的性能参数表
实施例1~实施例8中载硫型加氢催化剂外观为均一黑色，颗粒完整，松散，可流动，无异味，常温下稳定，运输、装卸、保管方便，通过表1的数据可见，上述载硫型加氢催化剂的硫保留度均大于76%，强度好。
将上述载硫型加氢催化剂装入反应器后，不需要干襙脱水、在氢气存在下升温活化。实际使用中表现出持硫性能好、在一个较宽的温度范围内（149-316℃）释放热量-生成水-H2S缓慢，均匀、分散、不过渡的集中，操作平稳、安全可靠、加氢活性好。
实施例10
实施例1中Co-Mo型载硫型加氢催化剂——M812（再）的应用结果
1、 将实施例1中的催化剂投入生产应用，在活性和使用性能方面表现出如下主要特点，见表2，
表2：M812再生催化剂-载硫型加氢催化剂的性能表
表2中数据说明：Co-Mo型载硫型加氢催化剂——M812（再）保留着M812再生催化剂的基本颗粒形状和大小、被一层松散的缩合胶质（烃类化合物）所覆盖，呈现均一黑色，经抽提处理后硫保留值7.79%，硫保留度为88.8%，载硫高、持硫性好、化学性质稳定。颗粒完整、强度好、流动性好，无刺激性异味，可按常规催化剂一样保管贮运。
2、Co-Mo型载硫型加氢催化剂——M812（再）在氢压下活化升温过程中H2S释放不集中、温度范围宽、无突然升温的现象出现，操作安全，见表3，
表3：载硫型加氢催化剂加氢反应中的参数表
3、Co-Mo型载硫型加氢催化剂——M812（再）的活性高
在系统压力3.2MPa（氢分压3.0MPa）、氢油体积比300、体积空速2.0h-1反应温度分别为250℃、270℃，具体结果件表4。
表4：原料及精制油性质变化对比表
当反应温度提高到270℃时，精制油硫、氮等杂质含量均小于0.5μg/g，烯烃含量、溴指数为均满足芳烃抽提进料的指标的要求，表明Co-Mo型载硫型加氢催化剂——M812（再）器外预硫化是成功的。
实施例11
将实施例3中Ni-Mo型载硫型加氢催化剂——DN-3100（再）进行活性评价试验，具体见表5，
表5：载硫型DN-3100再生催化剂活性评价试验结果
表5可见对积碳失活DN-3100催化剂烧焦再生后再经预硫化处理，在应用中其活性恢复正常。
Claims (6)
1.一种载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：具体的制备步骤如下，
——配液：将硫化烯烃油、单质硫、硫化促进剂进行混合，调混成均匀的总硫浓度为18-30%的混合硫化油剂，其中，按重量比，单质硫：有机硫＞2:1，且所述的硫化烯烃油为馏程范围为200～300℃中的一种或多种硫化烯烃族群构成，且所述混合硫化油剂中各成分所占的重量比，硫化烯烃油：单质硫：硫化促进剂为10～25：3～5：0.5～2，所述硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、四硫化四甲基秋兰姆、二苯基硫脲或二苯胍中的一种或多种；
——浸混：在压强为常压或负压，温度为30～60℃的条件下，将上述混合硫化油剂喷浸在加氢催化剂中，翻混40～50分钟；
——烘干：将浸混后的加氢催化剂在密闭隔绝空气的条件下进行烘干处理，形成被薄层积碳包裹着的催化剂，即为载硫型加氢催化剂；
其中，所述烘干步骤中的烘干处理为三个阶段的连续辐射加热烘干固化，其中，三个阶段的温度梯度为“常温~110℃”→“110℃~160℃”→“170±5℃”，且整个烘干处理的时间为4~5个小时；
所述加氢催化剂为Mo-Ni/Al2O3 、W-Ni/Al2O3、W-Mo-Ni/Al2O3或Co-Mo/Al2O3中的一种或多种新鲜或再生氧化态催化剂。
2.按照权利要求1所述载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述硫化烯烃油为硫化烯烃棉籽油、硫化异丁烯、二叔丁基多硫化合物中的一种或多种。
3.按照权利要求1所述载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述烘干步骤在氮气的保护下进行。
4.按照权利要求1所述载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：所述再生氧化态催化剂为含碳量为0.2~0.8%，含硫量为0.5~1.5%的氧化态再生催化剂。
5.按照权利要求1所述载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：在配液步骤中，压强为常压，温度为40~50℃。
6.按照权利要求1所述载硫型加氢催化剂的制备方法，其特征在于：在烘干步骤之前对浸混后的加氢催化剂进行养生。
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