尖晶石型復(fù)合氧化物的制備、表征及作為催化裂化環(huán)保助劑的研究.pdf

1、催化裂化過程中產(chǎn)生的SOx、NOx和CO不僅會造成酸雨、光化學(xué)煙霧等諸多環(huán)境問題,而且會加劇設(shè)備腐蝕而影響催化裂化裝置的長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。在諸多控制催化裂化煙氣SOx、NOx和CO排放的方法中,助劑技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面有著獨特的優(yōu)勢。研發(fā)能夠同時消除催化裂化煙氣SOx、NOx和CO的多功能助劑有著重要意義。
　　 首先采用酸法制備了具有尖晶石結(jié)構(gòu)的MgAlCeFe復(fù)合氧化物硫轉(zhuǎn)移劑,通過XRD、BET、FT-IR等分析方法對催化劑

2、進(jìn)行表征,利用固定床微型反應(yīng)器和DTU-2A熱分析儀評價催化劑的SOx氧化吸附性能和還原再生性能,探討了元素組成、制備過程和外部環(huán)境等因素對硫轉(zhuǎn)移劑結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。富鎂型鎂鋁尖晶石具有強(qiáng)吸附SOx和還原性好的特性,是優(yōu)異的SOx吸附材料;氧化鈰是促進(jìn)SO2氧化生成SO3的活性組分;鐵的主要作用是提高了硫轉(zhuǎn)移劑的還原再生速率?；钚越M分之間的協(xié)同或競爭效應(yīng)使硫轉(zhuǎn)移劑中各組分的含量存在最優(yōu)值。有機(jī)聚合物聚乙二醇可有效地增大硫轉(zhuǎn)移劑的比表

3、面積、孔容和孔徑并促進(jìn)活性組分的分散,優(yōu)化了硫轉(zhuǎn)移劑的內(nèi)部結(jié)構(gòu),添加10％分子量為2000聚乙二醇的樣品性能最佳。在650℃～750℃溫度范圍內(nèi),溫度對硫轉(zhuǎn)移劑SOx飽和吸附容量的影響不明顯。氧氣對硫轉(zhuǎn)移劑催化性能的發(fā)揮起著重要作用,在0～5％濃度范圍內(nèi),硫轉(zhuǎn)移劑SOx氧化吸附性能對反應(yīng)體系中氧氣含量的變化是很敏感的。氫氣和低碳烴類是促進(jìn)硫轉(zhuǎn)移劑還原再生的主要活性介質(zhì),氫氣對硫酸鹽的還原分解性能要明顯優(yōu)于丙烷等低碳烴類。溫度升高促進(jìn)了穩(wěn)

4、定硫酸鹽和體相硫酸鹽的還原分解從而提高了硫轉(zhuǎn)移劑的再生速率。
　　 采用噴霧干燥成型技術(shù)生產(chǎn)的SFTS-1工業(yè)硫轉(zhuǎn)移劑具有良好的SOx氧化吸附性能和還原再生性能。提升管循環(huán)流化床實驗表明:加入系統(tǒng)藏量2.5％的硫轉(zhuǎn)移劑可使再生煙氣中SO2的濃度降低89％。青島石化工業(yè)試驗表明:硫轉(zhuǎn)移劑可有效降低催化裂化再生煙氣SOx的排放,當(dāng)助劑加入量占系統(tǒng)藏量2.5％時,煙氣中SOx的脫除率達(dá)64.4％,且助劑的活性具有良好的穩(wěn)定性;助劑的使

5、用對催化裂化產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)物分布沒有不利影響,不影響催化裂化裝置的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和產(chǎn)品的后續(xù)加工。
　　 同時消除催化裂化煙氣SOx、NOx和CO多功能助劑的研究主要基于以下兩種思路:向硫轉(zhuǎn)移劑中添加具有NO還原和CO氧化催化功能的活性組分;研發(fā)可高效催化NO還原和CO氧化的助劑,與硫轉(zhuǎn)移劑混合使用。向硫轉(zhuǎn)移劑中添加10％氧化銅的催化劑具有最佳的同時消除SOx、NOx和CO的綜合性能。催化劑NO還原反應(yīng)的活性與反應(yīng)體系中氧氣濃度密切