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一種低溫硫醇硫醚化催化劑及其制備方法_5

文檔序號(hào):9254844閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
0. 2wt%的硝酸 水溶液中,然后放入襯有聚四氟乙烯的晶化釜中,再將晶化釜放入高溫旋轉(zhuǎn)烘箱中進(jìn)行水 熱處理,水熱處理的溫度為120°C,水熱處理的時(shí)間為12h ;
[0133] 對(duì)水熱處理后的催化劑載體前體進(jìn)行過(guò)濾,濾取過(guò)濾后的催化劑載體前體,在常 溫下靜置IOh晾干,然后在120°C干燥3h,接著在馬弗爐中以2°C /min的升溫速率升溫至 550°C,焙燒4h,得到催化劑載體;
[0134] 步驟四,采用等體積浸漬法負(fù)載含鐵的鹽:稱(chēng)取30.0 g九水合硝酸鐵溶于35. Og去 離子水中,配成硝酸鐵溶液,將該溶液緩慢滴入50g催化劑載體上,對(duì)催化劑中間體進(jìn)行等 體積浸漬,然后在常溫下靜置l〇h,晾干,在120°C干燥4h,最后在馬弗爐內(nèi)以2°C /min的升 溫速率升溫至500°C,焙燒3h得到催化劑M。
[0135] 將上述實(shí)施例和對(duì)比例所制備的催化劑A-M分別在固定床反應(yīng)裝置中進(jìn)行評(píng)價(jià), 催化劑裝填量為9. 5mL,催化劑裝填時(shí),床層兩端用石棉球填充。催化劑在反應(yīng)前需預(yù)硫化, 預(yù)硫化油為石腦油,硫化劑為CS2,其在石腦油中的質(zhì)量百分濃度為3. Owt%,預(yù)硫化油體積 空速為I. 51Γ1,預(yù)硫化壓力為2. 5MPa,氫油體積比為200。預(yù)硫化的程序?yàn)椋涸?50°C下硫化 0. 5h,在230°C、270°C和300°C下分別各硫化4h,在320°C下硫化3h,硫化過(guò)程中的升溫速率 為rc /min。催化劑預(yù)硫化結(jié)束后,待溫度降至反應(yīng)溫度時(shí),開(kāi)始進(jìn)液化氣原料,在壓力為 2. 5MPa、溫度為80°C、體積空速為3. Oh'氫油體積比為10的條件下,待反應(yīng)穩(wěn)定12h后,每 隔5h采樣分析一次。樣品中的硫化物含量采用氣相色譜儀硫質(zhì)化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器(GC-SCD) 檢測(cè),并計(jì)算硫化物的脫除率,其結(jié)果見(jiàn)表1(實(shí)施例和對(duì)比例催化劑反應(yīng)性能的對(duì)比)。所 用液化氣原料為催化裂化液化石油氣,經(jīng)檢測(cè),其中甲硫醇含量為201. 12 μ g/g,乙硫醇含 量為104. 75 μ g/g,羰基硫含量為43. 86 μ g/g。
[0136] 表1
[0137]
[0138] 由表1可見(jiàn),在80°C下反應(yīng)時(shí),實(shí)施例的催化劑A-J對(duì)甲硫醇和乙硫醇都具有較 好的脫除能力,尤其對(duì)甲硫醇的脫除能力要優(yōu)于對(duì)乙硫醇的脫除能力,尤為重要的是,所制 備的催化劑對(duì)液化氣中所含的微量羰基硫也具有明顯的脫除效果。載體的處理?xiàng)l件(催 化劑A-D)對(duì)硫醇的脫除有一定程度的影響,但對(duì)甲硫醇的脫除率均維持在99.0%以上,但 如果不加熱處理,則脫除效果明顯降低。在上述各催化劑中,催化劑B具有最佳的脫硫性 能,其對(duì)甲硫醇的脫除率為99. 97%,對(duì)乙硫醇的脫除率為99. 10%,對(duì)甲羰基硫的脫除率為 99. 52%。
[0139] 另外,從表1還可看出,活性金屬含量、金屬摩爾比及含活性金屬的原料種類(lèi)對(duì)催 化劑的脫硫率均具有顯著影響?;钚越饘儇?fù)載量低(催化劑H)及活性金屬鐵與鎳的摩爾 比過(guò)高或過(guò)低(催化劑E、催化劑F)均不利于活性中心的形成,使活性中心數(shù)量減少,從而 降低催化劑的脫硫能力。
[0140] 從對(duì)比例所制備的催化劑的評(píng)價(jià)結(jié)果可看出,單金屬鎳催化劑和單金屬鐵催化劑 均表現(xiàn)出較差的脫硫能力,其中單金屬鐵催化劑對(duì)甲硫醇的脫除率僅為71. 95%,對(duì)乙硫醇 的脫除率僅為57. 23%,對(duì)甲羰基硫的脫除率僅為77. 18%??梢?jiàn),金屬鐵和鎳之間的協(xié)同效 應(yīng)是該雙金屬催化劑具有優(yōu)異硫醇轉(zhuǎn)化能力的關(guān)鍵。
[0141] 綜上所述,本發(fā)明方法得到的低溫硫醇硫醚化催化劑具有適宜的孔結(jié)構(gòu)分布和活 性金屬分散度,具有制備工藝簡(jiǎn)單,低溫硫醚化脫硫醇活性高,不會(huì)引起不飽和烯烴的飽和 等優(yōu)點(diǎn),在液化石油氣硫醚化脫硫醇反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的硫醇轉(zhuǎn)移性能,同時(shí)對(duì)原料適應(yīng) 性強(qiáng),對(duì)液化石油氣中微量的硫化氫、羰基硫等雜質(zhì)亦具有良好的脫除效果,能夠在低溫溫 度條件下,硫醚化脫除硫醇,催化效率高催化活性穩(wěn)定性高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低溫硫醇硫醚化催化劑的制備方法,包括如下步驟: 步驟一,將擬薄水鋁石、田菁粉和硝酸水溶液混捏均勻,制成成型物; 步驟二,將步驟一所得的成型物在常溫下靜置5h-10h晾干,然后在100°C -140°C干燥 2h-4h,接著以1°C /min-3°C /min的升溫速率升溫至500°C _600°C,焙燒4h-8h,然后破碎并 篩分成的短條狀顆粒,得到催化劑載體前體; 步驟三,按液固比為6g/g-12g/g的比例,將催化劑載體前體浸入到無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的 水溶液中進(jìn)行水熱處理及后處理制得催化劑載體; 步驟四,采用等體積浸漬法分步負(fù)載含鎳的鹽和含鐵的鹽,再經(jīng)過(guò)干燥、焙燒,得到負(fù) 載含有氧化鎳和氧化鐵的雙金屬活性組分的低溫硫醇硫醚化催化劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:步驟一中,以質(zhì)量百分比計(jì),田 菁粉的用量為擬薄水錯(cuò)石用量的2wt%_5wt%,硝酸水溶液的用量為擬薄水錯(cuò)石用量的 70wt%_80wt%,其中,所述硝酸水溶液的濃度為5wt%_10wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:步驟三中,無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的水溶液 的濃度為〇. 〇lwt%-2. Owt%,所述無(wú)機(jī)酸包括硝酸、磷酸或氫氟酸,所述有機(jī)酸包括檸檬酸、 草酸、甲酸或乙酸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:步驟三中,所述水熱處理及后處理包 括: 將催化劑載體前體浸入到有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸的水溶液中,然后放入襯有聚四氟乙烯的晶 化釜中進(jìn)行水熱處理,水熱處理的溫度為l〇〇°C _250°C,水熱處理的時(shí)間為6h-15h ; 對(duì)水熱處理后的催化劑載體前體進(jìn)行過(guò)濾,將過(guò)濾后的催化劑載體前體在常溫下靜置 5h-10h晾干,然后在100°C _140°C干燥2h-4h,接著以1°C /min-3°C /min的升溫速率升溫 至 500°C _600°C,焙燒 4h-8h。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:步驟三所得到的催化劑載體的比表 面積為 l〇〇m2/g-350m2/g,孔徑為 3nm_15nm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:所述步驟四包括: 采用含有鎳的可溶性鹽的溶液對(duì)所述催化劑載體進(jìn)行等體積浸漬,然后在常溫下靜置 5h-10h晾干,在100°C _140°C干燥3h-5h,最后在400°C _550°C焙燒3h-6h,得到催化劑中間 體; 采用含有鐵的可溶性鹽的溶液對(duì)所述催化劑中間體進(jìn)行等體積浸漬,然后在常溫下靜 置5h-10h晾干,在100°C _140°C干燥3h-5h,最后在400°C _550°C焙燒3h-6h,得到負(fù)載含 有氧化鎳和氧化鐵的雙金屬活性組分的低溫硫醇硫醚化催化劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法,其特征在于:所述鎳的可溶性鹽包括硝酸鎳、氯化 鎳、硫酸鎳、乙酸鎳、草酸鎳、乙酰丙酮鎳中的一種或幾種的組合。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法,其特征在于:所述鐵的可溶性鹽包括硝酸鐵、氯化 鐵、硫酸鐵、乙酸鐵、草酸鐵、草酸鐵銨、乙酰丙酮鐵中的一種或幾種的組合。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備方法,其特征在于:所述雙金屬活性組分含量為所 得低溫硫醇硫醚化催化劑的8wt%-40wt%,其鎳鐵的摩爾比為(0. 2-1) : 1。10. -種權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法得到的低溫硫醇硫醚化催化劑,其比表 面積為 l〇〇m2/g-280m2/g,孔徑為 3nm_9nm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種低溫硫醇硫醚化催化劑的制備方法。該方法包括:步驟一,將擬薄水鋁石、田菁粉和硝酸水溶液混捏均勻,制成成型物;步驟二,將步驟一所得的成型物在常溫下靜置5h-10h晾干,然后在100℃-140℃干燥2h-4h,接著以1℃/min-3℃/min的升溫速率升溫至500℃-600℃,焙燒4h-8h,然后破碎并篩分成3mm-6mm的短條狀顆粒,得到催化劑載體前體;步驟三,按液固比為6g/g-12g/g的比例,將催化劑載體前體浸入到無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的水溶液中進(jìn)行水熱處理及后處理制得催化劑載體;步驟四,采用等體積浸漬法分步負(fù)載含鎳的鹽和含鐵的鹽,再經(jīng)過(guò)干燥、焙燒,得到負(fù)載含有氧化鎳和氧化鐵的雙金屬活性組分的低溫硫醇硫醚化催化劑。本發(fā)明所制備的催化劑能夠在低溫條件下硫醚化,高效脫除硫醇。
【IPC分類(lèi)】C10L3/12, B01J23/755
【公開(kāi)號(hào)】CN104971724
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410128708
【發(fā)明人】鮑曉軍, 黃德奇, 柯明, 王磊, 石岡
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油大學(xué)(北京), 北京中石大格林催化科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年4月1日
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