随着运输燃料中汽柴油需求量与日俱增,发动机排放尾气对环境污染日益严重,世界各国对燃料产品的质量,特别是硫含量严格限制。此外,对汽油中的苯、芳烃、烯烃含量、含氧化合物的加入量以及柴油十六烷值和芳烃含量等也有严格的限制指标。
这些清洁燃料的生产均与加氢技术的发展密切相关。加氢技术主要包括催化剂及其工艺技术的开发。加氢精制能有效地使油品中所含硫、氮和氧等杂元素的有机化合物氢解,对二次加工后的柴油精制来说,还包括使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和,并脱除金属等杂质。它具有处理原料范围广、液体收率高、产品质量好等优点。应用于工业过程的加氢原料主要有轻质烷烃、汽油、煤油、石油蜡类、润滑油、减压轻柴油及常减压渣油等。由于原料结构及组成的差异,有些加氢精制过程可直接生产合格产品,获得符合规格要求的马达燃料,如汽油、煤油和柴油馏分的加氢精制;而有的只能为下游工艺过程提供优质进料,如重整预加氢、加氢裂化一段精制及渣油加氢处理等过程加氢精制催化剂由载体浸渍活性金属组分而制得。其活性组分一般是过渡金属元素及其化合物,包括VB 族的 Mo、W 以及Ⅷ族的Co、Ni、Fe、Pd 和Pt。这些金属在电子特性和几何特性上均具有作为活性组分的条件。目前,工业上常用的加氢精制催化剂是以 Mo或 W的硫化物作为主催化剂、以 Co或Ni 的硫化物为助催化剂所组成。这些金属单独存在时其催化活性并不高,而二者同时存在则相互协同,具有高的催化活性。因此,加氢精制催化剂大多是由一种VB族金属与Ⅷ族金属组合的二元活性组分所构成。
近年来,加氢精制催化剂的研究更注重材料科学与催化剂制造工艺的统一,以此来调整催化剂的酸性、择形选择性、孔隙度以及比表面积和强度等。研究内容主要有:
(1)侧重于载体的选择,包括添加助剂和制备方法改进等。根据加工油品的不同,要求载体有适宜的孔结构和比表面积和有利于加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)反应内扩散控制的外型结构等;
(2)催化剂制备工艺的探讨。寻求工艺简单、成本低、污染少、并在一定范围内提高活性组分担载量后仍具有理想金属表面和良好的分散性、活性金属与载体间结合良好的催化剂生产方法。催化剂经适当调整后适应性较强,具有油品加工范围宽、物料处理量大、能耗低、热稳定性好和机械强度高等特点。