碳五石油樹脂加氫催化劑開發研究

吳明亮

【摘? 要】本文研究探討的是碳五石油樹脂加氫催化劑的開發，通過具體實驗來予以制備開發，最終結果顯示開發制備的碳五石油樹脂加氫催化劑完全可以勝任各項進口催化劑方可勝任的工作。

【關鍵詞】碳五石油樹脂;加氫催化劑;開發策略

引言

石油化工行業的穩定建設和發展使得各種各樣的新型技術開始出現在行業當中，尤其是近幾年，特種膠粘劑、新型涂料與油墨的需求日漸增長，伴隨而來的就是對加氫催化劑的需要的飛速增加。本文認為碳五石油樹脂加氫催化劑可以極大程度地滿足現階段社會對于加氫催化劑的需要，因而將會對其進行重點探究，旨在通過研究的方式研發出性能和國外企業生產的催化劑處于相同甚至是更高的水平。

1.實驗內容

1.1實驗原料

在本次實驗當中應用到的主要原料包含金屬鈀、碳五石油樹脂、氧化鋁。

1.2主要試劑

在本次實驗當中應用到的主要試劑包含硝酸、鹽酸、醋酸和硫代硫酸鈉等。

1.3實驗儀器

在本次實驗當中應用到的主要儀器包含真空泵、電熱恒溫干燥箱、實驗用玻璃儀器、J-W微型柱塞計量泵以及箱式電阻爐等。

1.4實驗原理

本文中針對催化劑的研究和開發是將碳五石油樹脂所出現的加氫反應作為核心進行的，碳五石油樹脂本身為低聚物，非常難以有效地進入到催化劑的內部孔洞當中，催化劑的成品當中的各種活性組環則流于載體的表面，也就是說宛如載體的外殼般存在，在制備催化劑的時候，采用的方法是與常規浸漬法存在差異的特殊浸漬法。

1.5催化劑活性評價

針對本次開發實驗來看，為有效地完成催化劑活性評價工作，先行自己制作了固定床加氫反應器，而后將碳五石油樹脂加入到反應器當中，并在反應器當中輸入氫氣，以此來實現加氫反應的重要目標，在相應的溫度、液體空速和壓力的作用下獲得碳五石油樹脂，并針對性地予以檢測探究。

2.實驗結果

2.1催化劑的制備

從本質上來看，碳五石油樹脂加氫催化劑的核心特征為負載型，催化劑主要包含主催化劑、負催化劑以及最為重要的載體這三大部分，三者缺一不可，催化劑自身的功效以及其壽命都將會受到載體的直接影響。對我國不同生產廠家所提供的氧化鋁的載體進行明確的篩除審核以后，認為應該將某廠的氧化鋁作為核心載體，以便于項目的后續穩定進行，樣本氧化鋁無論是在強度、孔徑還是比表面積方面均明顯好于其他樣品。

最終的實驗結果明確表示，于國外進口的催化劑產品的性能更好，以氧化鋁為基礎載體制作出的催化劑的性能則相對較弱，結合此項實驗結果，決定將浸漬法的溶液予以更換，轉變為稀土硝酸鹽溶液，后續的載體處理結果更為良好。結果顯示，沒有進行浸漬處理的載體的加氫轉化率大約是78%，而進行浸漬處理以后的載體的加氫轉化率則高達83.4%。載體在經受相應的處理以后，制備出的催化劑的加氫活性更為良好顯著，加氫轉化率更高，并且實際堆密度與此前未處理的時候相比更小，所需要應用的金屬鈀的數量也更少，因為金屬鈀的價格相對較高，所以用量的減少就證明著催化劑生產成本的減少。

結合相關文獻來看，鈀系催化劑作為加氫催化劑的重要組成部分，其具備的優勢更為顯著，所以選擇金屬鈀作為主催化劑。實驗先行將活性成分確定為單組分鈀，制作生產出含量為1%的負載型催化劑，但是最終的活性評價卻證明催化劑本身與進口催化劑的差距相當顯著，根本原因在于制備的具體流程和應用的工藝具備相當明顯的影響。在經受多次實驗處理以后，發現將稀土金屬、過渡金屬作為助催化劑可以極大程度地解決上述各項問題，所以實驗決定將稀土金屬、過渡金屬確定為助催化劑。

以上述兩種方法為基礎制備出的催化劑能夠在相應溫度下利用氫氣或者其他類型的還原性物質進行活化處理，而此種過程便被稱之為對催化劑的還原。在制備研發催化劑的過程中，結合實際生產需要選擇將還原劑確定為氫氣，明確還原溫度對于催化劑自身的性能的影響是相當顯著的。為充分明確溫度所將會造成的沖擊，分別在不同溫度下對其進行檢驗分析，溫度差異分別是150℃、200℃、250℃、300℃、350℃，在度過兩小時的還原時間以后，發現不同溫度下的加氫轉化率存在本質上的差異，分別是90.3%、92.6%、93.8%、92.1%、89.6%。由此可以明確，還原溫度對于碳五石油樹脂加氫催化劑來講，影響是非常顯著且巨大的，在250℃下的加氫轉化率最高，所以判定在此溫度下的催化劑的還原活性更為良好。

2.2催化劑的性能測試、性能表征和性能評價

結合此前所論述探討的催化劑制備方法以及溫度條件、環境條件等進行審視分析，制備出當前課題研發的碳五石油樹脂加氫催化劑，通過掃描電鏡的處理以后發現進口催化劑以及自制催化劑當中都含有不同大小的孔結構，尤其是在自制催化劑當中，孔洞的直徑要更大，身為相對分子質量非常高的低聚物催化劑，想要其內部出現堵塞情況的難度還是非常高的，因而可以極大程度地促進催化劑的使用壽命的延長。

為充分實現對自制催化劑的活性以及選擇性的考察，將碳五石油樹脂作為基礎原理，和進口的催化劑進行對比分析，分別進行加氫實驗，最終所獲得的結果如下：自制催化劑的加氫轉化率和進口催化劑的加氫轉化率基本上是相同的，而產品本身的光澤度則要比進口催化劑的光澤度更好，實驗的最終結果證明自制催化劑完全可以實現對進口催化劑的取代處理，

當然，僅僅完成加氫轉化率的實驗探究顯然是不夠的，對于催化劑而言，對其壽命的確定也是相當重要的工作，所以決定將碳五石油樹脂作為基礎原理，和進口催化劑進行實驗對比分析，最終所獲得的結果為：在經過長達1200h的運作以后，無論是自制催化劑還是進口催化劑，仍然還在保持相當穩定的反應速度，由此可以確定進口催化劑的使用壽命和自制催化劑的使用壽命也是基本相同的。

3.結束語

總而言之，在本次實驗研究當中，對于碳五石油樹脂加氫催化劑的制備是相當成功的，在與進口催化劑進行對標制備的過程中，經過的步驟相當復雜且流程極多，所以最終才獲得了想要的成果，最終研究制備出的自制催化劑無論是在反應促進能力還是使用壽命方面，均和進口的催化劑相互持平，所以對其進行深度應用顯然是非常有益處的，在經受加氫性能對比分析以后，認為如果今后實現產業化發展目標，那么利用其來替代國外的各種同種類型的催化劑，顯然是利大于弊的。

參考文獻

[1]王廷，侯煥娣，龍軍.分散型渣油加氫催化劑硫化的研究進展[J].現代化工，2021，41（03）：68-73.

[2]李路，劉靈惠，徐金銘，黃延強，張濤.負載釕的氮摻雜石墨烯催化劑的制備及應用[J].化工學報，2020，71（10）：4800-4807.

[3]李景鋒，高海波，姚文君，向永生，張永澤，王高峰，瞿朝霞，邊虎.介孔H-ZSM-5分子篩的制備及以其為載體的催化劑的催化裂化汽油加氫性能[J].石油煉制與化工，2020，51（08）：37-42.