汽油加氢脱硫催化剂的制备方法和汽油加氢脱硫催化剂及其应用

文档序号:1422480 发布日期:2020-03-17 浏览:44次 >En<

阅读说明:本技术 汽油加氢脱硫催化剂的制备方法和汽油加氢脱硫催化剂及其应用 (Preparation method of gasoline hydrodesulfurization catalyst, gasoline hydrodesulfurization catalyst and application thereof ) 是由 任亮 邵志才 刘涛 施瑢 邓中活 聂鑫鹏 于 2018-09-11 设计创作,主要内容包括:本公开涉及一种汽油加氢脱硫催化剂的制备方法和汽油加氢脱硫催化剂及其应用,该方法包括以下步骤:a、将含有第一金属组分、第二金属组分和催化油浆的混合物料填充到具有空腔的石墨棒中,然后封闭所述石墨棒,得到阳极石墨棒;b、将步骤a得到的所述阳极石墨棒与阴极石墨棒置于电弧放电装置中,在含有氢气和氦气的混合气氛下,使所述阳极石墨棒与阴极石墨棒发生电弧放电,待所述阳极石墨棒消耗完毕后收集所述电弧放电装置中得到的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂;所述第一金属组分为选自第VIB族的金属,所述第二金属组分为选自第VIII族的金属。该催化剂的脱硫活性高,能够在较缓和的条件下对工业催化裂化汽油进行深度脱硫。(The disclosure relates to a preparation method of a gasoline hydrodesulfurization catalyst, the gasoline hydrodesulfurization catalyst and an application thereof, wherein the method comprises the following steps: a. filling a mixed material containing a first metal component, a second metal component and catalytic slurry oil into a graphite rod with a cavity, and then sealing the graphite rod to obtain an anode graphite rod; b. b, placing the anode graphite rod and the cathode graphite rod obtained in the step a in an arc discharge device, enabling the anode graphite rod and the cathode graphite rod to generate arc discharge under a mixed atmosphere containing hydrogen and helium, and collecting a gasoline hydrodesulfurization catalyst which is obtained in the arc discharge device and takes graphene as a carrier after the anode graphite rod is consumed; the first metal component is a metal selected from a VIB group, and the second metal component is a metal selected from a VIII group. The catalyst has high desulfurization activity and can deeply desulfurize industrial catalytic cracking gasoline under mild conditions.)

汽油加氢脱硫催化剂的制备方法和汽油加氢脱硫催化剂及其 应用

技术领域

本公开涉及一种汽油加氢脱硫催化剂的制备方法和汽油加氢脱硫催化剂及其应用。

背景技术

汽油中的含硫化合物存在很多危害:高温下燃烧生成的硫氧化物会转变成酸腐蚀损坏发动机部件,使发动机尾气净化系统的三效催化剂产生不可逆中毒,使排放物中NOX和COX含量明显增加,另外排放到大气中的SOX还会导致酸雨。因此,世界上许多国家通过法规对车用汽油硫含量做出了严格的规定。2017年1月1日起,中国机动车已全面实施国五排放标准(硫含量指标限值为10μg/g),更为严格的国六标准也在制定中。由此可见,发展汽油深度脱硫技术,生产低硫含量的汽油已经迫在眉睫。

在炼油厂的汽油加工过程中,超深度加氢脱硫(HDS)技术是最主要的汽油脱硫技术。对设备的研发改造是实现HDS的一个途径,但是投资非常大,相比较而言催化剂的开发以及改变炼油工艺条件,是一个相对较为经济的选择。目前在不改进设备的前提下,进行超深度加氢脱硫(HDS)的方法是提高反应过程中的温度和压力。然而在过高的温度和压力下,现有的以Al2O3为载体的加氢脱硫催化剂会发生永久性失活。因为在高温高压下,Al2O3中的Al原子会与其担载的金属活性中心的金属原子(如Ni、Mo等)发生原子迁移反应,从而使催化剂的分子结构发生改变,进而使催化剂失去活性。因此,近些年来,许多科学家都在寻求新的载体来取代Al2O3

发明内容

本公开的目的是提供一种汽油加氢脱硫催化剂的制备方法和汽油加氢脱硫催化剂及其应用,该催化剂的脱硫活性高,能够在较缓和的条件下对工业催化裂化汽油进行深度脱硫。

为了实现上述目的,本公开第一方面:提供一种制备汽油加氢脱硫催化剂的方法,该方法包括以下步骤:

a、将含有第一金属组分、第二金属组分和催化油浆的混合物料填充到具有空腔的石墨棒中,然后封闭所述石墨棒,得到阳极石墨棒;

b、将步骤a得到的所述阳极石墨棒与阴极石墨棒置于电弧放电装置中,在含有氢气和氦气的混合气氛下,使所述阳极石墨棒与阴极石墨棒发生电弧放电,待所述阳极石墨棒消耗完毕后收集所述电弧放电装置中得到的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂;

所述第一金属组分为选自第VIB族的金属,所述第二金属组分为选自第VIII族的金属。

可选地,步骤a中,以所述混合物料的总重量为基准,所述第一金属组分的用量为3~15重量%,所述第二金属组分的用量为2~10重量%,所述催化油浆的用量为75~95重量%。

可选地,步骤a中,以所述混合物料的总重量为基准,所述第一金属组分的用量为10~13重量%,所述第二金属组分的用量为5~7重量%,所述催化油浆的用量为82~85重量%。

可选地,所述第一金属组分为Mo和/或W,所述第二金属组分为Ni和/或Co。

可选地,步骤a中,所述催化油浆的芳烃含量为50~60重量%。

可选地,步骤a中,所述第一金属组分和第二金属组分分别为单质,所述第一金属组分和第二金属组分的粒径各自为140~160μm。

可选地,步骤b中,所述电弧放电的条件包括:所述阳极石墨棒与阴极石墨棒之间的间距为2~4mm,放电电压为20~40V,放电电流为130~150A,绝对压力为0.01~0.03MPa;所述混合气氛中氢气的含量为25~75体积%,优选为40~60体积%。

可选地,所述具有空腔的石墨棒的长度为60~80mm,直径为7~10mm;所述空腔沿所述石墨棒的轴向延伸,所述空腔的轴向长度为40~60mm,内径为4~6mm;

所述阴极石墨棒为实心石墨棒,所述实心石墨棒的长度为10~30mm,直径为8~20mm。

本公开第二方面:提供由本公开第一方面所述的方法制备得到的汽油加氢脱硫催化剂。

所述石墨烯的比表面积为140~290m2/g。

可选地,本公开第三方面:提供本公开第二方面所述的催化剂在汽油加氢脱硫中的应用。

可选地,所述应用包括:将工业催化裂化汽油与所述汽油加氢脱硫催化剂接触进行反应,得到低硫含量的汽油;

所述工业催化裂化汽油的硫含量为300~1000μg/g;

所述反应的条件包括:反应温度为200~450℃,反应压力为1~6MPa,重时空速为5~20h-1,氢油体积比为50~500。

通过上述技术方案,本公开以催化油浆作为制备石墨烯的碳源,制备得到了以石墨烯为载体的负载金属的汽油加氢脱硫催化剂。该方法为解决催化油浆的加工利用难题提供了一种有效途径,且过程简单,石墨烯产量高,金属组分负载均匀。与现有技术中的汽油脱硫催化剂相比,本公开的催化剂具有更高的脱硫活性,能够在较缓和的条件下实现工业催化裂化汽油的深度脱硫。

本公开的其他特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是实施例2所制备的汽油加氢脱硫催化剂C2的TEM照片。

图2是实施例7所制备的汽油加氢脱硫催化剂C7的TEM照片。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

本公开第一方面:提供一种制备汽油加氢脱硫催化剂的方法,该方法包括以下步骤:

a、将含有第一金属组分、第二金属组分和催化油浆的混合物料填充到具有空腔的石墨棒中,然后封闭所述石墨棒,得到阳极石墨棒;

b、将步骤a得到的所述阳极石墨棒与阴极石墨棒置于电弧放电装置中,在含有氢气和氦气的混合气氛下,使所述阳极石墨棒与阴极石墨棒发生电弧放电,待所述阳极石墨棒消耗完毕后收集所述电弧放电装置中得到的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂。所述第一金属组分为选自第VIB族的金属,所述第二金属组分为选自第VIII族的金属。进一步地,所述第一金属组分可以为Mo和/或W,所述第二金属组分可以为Ni和/或Co。

本公开以催化油浆作为制备石墨烯的碳源,制备得到了以石墨烯为载体的负载金属的汽油加氢脱硫催化剂。该方法为解决催化油浆的加工利用难题提供了一种有效途径,且过程简单,石墨烯产量高,金属组分负载均匀。

为了达到理想的效果,步骤a中,以所述混合物料的总重量为基准,所述第一金属组分的用量可以为3~15重量%,优选为10~13重量%;所述第二金属组分的用量可以为2~10重量%,优选为5~7重量%;所述催化油浆的用量可以为75~95重量%,优选为82~85重量%。

根据本公开,所述催化油浆的含义为本领域技术人员所熟知,一般是指炼油厂催化裂化装置排出的残渣油。炼厂中的催化油浆由于反应性质差、固体颗粒物含量高等因素存在加工利用的难题,一般只能外甩出装置。而本公开的发明人在研究中发现,催化油浆中的芳烃含量高,是制备碳纳米二维材料的理想组分。具体地,步骤a中,所述催化油浆的芳烃含量可以为50~60重量%。所述催化油浆中其他组分的含量没有特殊的限制,例如,可以含有10~20重量%的饱和烃,20~30重量%的胶质和2~8重量%的沥青质等。

根据本公开,步骤a中,所述第一金属组分和第二金属组分分别为单质。进一步地,所述第一金属组分和第二金属组分可以分别为粉末状的金属颗粒,其粒径各自可以为140~160μm,这样,能够使第一金属组分和第二金属组分更均匀地负载在石墨烯上,不发生团聚,进一步提高催化剂的脱硫活性。

根据本公开,采用电弧放电法制备石墨烯的过程可以为本领域常规的。例如,将所述阳极石墨棒与阴极石墨棒置于电弧放电装置中后,可以先用氮气吹扫电弧放电装置,再用含有氢气和氦气的混合气吹扫装置;之后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛达到所需的绝对压力;为了进一步提高石墨烯的纯度,上述步骤之后还可以向装置内通入冷却水;然后开启直流电源,在一定条件下使所述阳极石墨棒与阴极石墨棒发生电弧放电;待所述阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,可在所述电弧放电装置中(如在器壁表面)收集得到所述以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂。进一步地,氮气吹扫装置的步骤可以进行多次(例如34次),含氢气和氦气的混合气吹扫装置的步骤可以进行1次,以排除电弧放电装置内的空气。本公开对所述电弧放电装置没有特殊的限制,可以为本领域技术人员熟知的各种常规设备。

根据本公开,步骤b中,所述电弧放电的条件可以包括:所述阳极石墨棒与阴极石墨棒之间的间距为2~4mm,放电电压为20~40V,放电电流为130~150A,绝对压力为0.01~0.03MPa,放电时间可以为5~15min。所述混合气氛中氢气的含量可以为25~75体积%,优选为40~60体积%。

根据本公开,一般地,所述阳极石墨棒的直径较小,而阴极石墨棒的直径较大。具体地,所述具有空腔的石墨棒的长度可以为60~80mm,直径可以为7~10mm;所述空腔沿所述石墨棒的轴向延伸,所述空腔的轴向长度可以为40~60mm,内径可以为4~6mm。所述阴极石墨棒为实心石墨棒,所述实心石墨棒的长度可以为10~30mm,直径可以为8~20mm。

本公开第二方面:提供由本公开第一方面所述的方法制备得到的汽油加氢脱硫催化剂。与现有技术中的汽油脱硫催化剂相比,本公开的催化剂具有更高的脱硫活性,能够在较缓和的条件下实现工业催化裂化汽油的深度脱硫。进一步地,以催化剂的干基重量为基准,该催化剂可以包括3~15重量%的第一金属组分,2~10重量%的第二金属组分,以及80~95重量%的石墨烯。优选情况下,以催化剂的干基重量为基准,该催化剂包括9~12重量%的第一金属组分,5~6重量%的第二金属组分,以及83~86重量%的石墨烯。所述汽油加氢脱硫催化剂中的石墨烯具有适宜的比表面积,有利于汽油加氢脱硫的进行,具体地,所述石墨烯的比表面积可以为140~290m2/g,优选为230~290m2/g。

本公开第三方面:提供本公开第二方面所述的催化剂在汽油加氢脱硫中的应用。

根据本公开,所述应用可以包括:将工业催化裂化汽油与所述汽油加氢脱硫催化剂接触进行反应,得到低硫含量的汽油。所述反应的条件可以包括:反应温度为200~450℃,反应压力为1~6MPa,重时空速为5~20h-1,氢油体积比为50~500。所述工业催化裂化汽油的硫含量可以为300~1000μg/g。所述反应可以在固定床反应装置中进行,所述固定床反应装置可以实现连续进料及取样操作。采用本公开的催化剂能够在较长的反应时间(如100h)后仍保持较高的脱硫率(例如90重量%以上);优选情况下,反应后汽油的硫含量可达到国Ⅴ汽油标准。

下面的实施例将对本公开提供的方法予以进一步的说明,但并不因此而限制本公开。

实施例中所用试剂,除特别说明外,均为分析纯试剂。

实施例中,汽油加氢脱硫催化剂采用TEM(Transition Electronic Microscopy)进行形貌分析,测试仪器为美国FEI公司生产的Tecnai G2 F20场发射透射电子显微镜。

实施例中,汽油加氢脱硫催化剂的金属组分以及石墨烯的含量采用热重分析方法进行测定,测试仪器为瑞士MettlerTolerdo公司生产的TGA/SDTA851e型热重分析仪。石墨烯的比表面积采用静态容量法进行测定,测试仪器为北京彼奥德电子技术有限公司生产的SSA-4200多点BET比表面积分析仪。

实施例中采用的电弧放电装置主体为不锈钢筒体,附属设备包括一台直流电焊机(A×3-300-1型)、一台真空泵及水冷管线。

实施例中所用的催化油浆的性质见表1。

表1

Figure BDA0001796467200000071

实施例1~11用于说明本公开提供的制备汽油加氢脱硫催化剂的方法。

实施例1

将Co粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm)、催化油浆按3重量%、10重量%、87重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在28~32V、工作电流在138~143A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C1,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例2

将Co粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm)、催化油浆按5重量%、10重量%、85重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在29~32V、工作电流在138~142A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C2,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。催化剂C2的TEM照片如图1所示,由图可见,Co、Mo金属颗粒在石墨烯上负载均匀。

实施例3

将Co粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm、催化油浆按7重量%、10重量%、83重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在27~32V、工作电流在137~142A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C3,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例4

将Co粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm)、催化油浆按5重量%、4重量%、91重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在30~33V、工作电流在139~144A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C4,检测其Mo、Co及石墨烯的含量列于表2。

实施例5

将Co粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm)、催化油浆按5重量%、7重量%、88重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在28~33V、工作电流在137~143A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C5,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例6

将Co粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm)、催化油浆按5重量%、13重量%、82重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在27~32V、工作电流在138~144A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C6,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例7

按照实施例2的方法制备汽油加氢脱硫催化剂,区别在于,Co粉的粒径为200~300μm,Mo粉的粒径为200~300μm。本实施例制备的催化剂记为C7,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。催化剂C7的TEM照片如图2所示,由图2和图1的对比可见,相比于实施例2,本实施例制备的催化剂的Mo、Co金属颗粒粒径较大,且负载量较少。

实施例8

按照实施例2的方法制备汽油加氢脱硫催化剂,区别在于,采用相同用量的Ni粉(粒径为140~160μm)替换Co粉。本实施例制备的催化剂记为C8,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例9

按照实施例2的方法制备汽油加氢脱硫催化剂,区别在于,采用相同用量的Ni粉(粒径为140~160μm)替换Co粉,并采用相同用量的W粉(粒径为140~160μm)替换Mo粉。本实施例制备的催化剂记为C9,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例10

按照实施例2的方法制备汽油加氢脱硫催化剂,区别在于,混合气氛中氢气的含量为30体积%。本实施例制备的催化剂记为C10,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

实施例11

将Co粉(粒径为140~160μm)、Ni粉(粒径为140~160μm)、Mo粉(粒径为140~160μm)、催化油浆按2.5重量%、2.5重量%、10重量%、85重量%的比例混合均匀,填充到具有空腔的石墨棒(长度为70mm,直径为8mm,空腔长度50mm,空腔内径5mm)中,然后封闭石墨棒,得到阳极石墨棒。将上述阳极石墨棒与阴极石墨棒(实心石墨棒,直径为20mm,长度为30mm)置于电弧放电等离子体装置中,关闭装置舱门后,开启真空泵抽真空,之后用氮气吹扫装置3次,再用含氢气和氦气的混合气吹扫装置1次。然后向电弧放电装置中通入含有氢气和氦气的混合气氛(氢气的含量为50体积%)至绝对压力为0.01~0.03MPa,然后打开循环冷却水,接通直流电源,保持两电极间距在2~4mm之间,不断调节电压,保持电弧稳定,最终保持电弧等离子体的工作电压在27~32V、工作电流在137~143A之间。发生电弧放电反应期间,混合气绝对压力维持在0.01~0.02MPa,混合气体中氢气的体积含量为50%。待阳极石墨棒消耗完毕后,关闭电源,停止通入冷却水,收集装置器壁上的粉状物质,得到本实施例制备的以石墨烯为载体的汽油加氢脱硫催化剂,记为C11,检测其金属组分、石墨烯的含量及比表面积列于表2。

表2

对比例1用于说明与本发明不同的制备汽油加氢脱硫催化剂的方法。

对比例1

按照CN105214676A实施例1的方法制备本对比例的催化剂,记为DC1。

测试实施例

将实施例1~11和对比例1制备的催化剂在固定床反应装置上进行加氢脱硫活性评价。

采用硫含量为500μg/g的工业催化裂化汽油,催化剂装填量为30mL。将工业催化裂化汽油与催化剂C1-C10及DC1在反应温度350℃、反应压力5MPa、重时空速8h-1、氢油体积比400的临氢条件下进行接触反应,反应100h后取样分析。评价结果列于表3中。

油样中的总硫含量测定方法为波长色散X射线荧光光谱法(GB/T 11140-2008)。

按照下列公式计算硫的脱除率:

η(%)=(1-c2/c1)×100%,

其中c1代表工业催化裂化汽油原料的硫含量,c2代表反应后的汽油的硫含量。

表3

Figure BDA0001796467200000141

由表3数据可见,本公开的汽油加氢脱硫催化剂(C1-C11)具有更高的脱硫活性,较对比例DC1的脱硫率显著提高。由实施例1~6之间的对比可见,当以所述混合物料的总重量为基准,所述第一金属组分的用量为10~13重量%,所述第二金属组分的用量为5~7重量%,所述催化油浆的用量为82~85重量%时,能够进一步提高提高脱硫率。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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