渣油加氢催化剂的复杂孔结构分析
关键词:iPore 400,催化剂,孔结构,复杂介孔,物理吸附,BET比表面积
四、 实验结果
a) 样品称重约0.3g。利用iBox 26全自动智能脱气站按要求进行控温脱气,控温和实际测温曲线及残留气体压力曲线见下图:
相对压力范围P/P0 从5*10-4至0.995五次测量的吸附等温线重叠显示:
与第一次实验(200℃脱气2小时)的数据对比:
2. 孔径分析数据:
与第一次实验数据对比:
iii.下图为不同脱气条件下的 BJH 脱附孔径分布的对比。可以发现,高温脱气(绿色曲线)使加氢剂孔径分布发生变化,BET 比表面积降低,6.6 的介孔峰(蓝色曲线)消失,总孔体积减少。这说明高温长时间脱气,已经使催化剂孔道发生坍缩和堵塞:
第一次实验:200℃脱气 第二次实验:350℃脱气
该样品通过制造过程中的扩孔剂的作用,具有非常特殊的孔结构,是筒形孔和宽分布球形孔的混合结构,因此,其脱附等温线事实上有两段构成,在 P/P0=0.7 处产生拐点,在向类似 H5 迟滞环方向发展,如下图:
这预示着样品中有一部分筒形孔道因高温坍缩被堵塞。这是因为,BJH脱附孔径分布原来呈现双峰分布,多数为7.7nm,少部分为6.6nm的峰。而经过350℃脱气,6.6nm的孔几乎完全堵塞,少量未被堵塞的通道直径仅有1.2nm。7.7nm的窄分布为通孔,它是球形孔与外界连接的主要通道。
b) 渣油加氢催化剂结构对反应活性的影响:
渣油的组成非常复杂,在加氢处理过程中,所发生的反应于催化剂孔结构相互影响。渣油中含有大量的多环芳烃等大分子化合物,当催化剂孔径较小时,产生很大的传质阻力。另一方面,这些化合物裂化后产生的焦炭会缩小催化剂的孔径,阻碍反应分子向内表面的扩散。另外,进料中含有的大量金属母体分子在反应过程中会以硫化物形式沉积在孔口附近。这不仅引起催化活性中心永久性中毒,更严重的是堵塞孔口,使整个孔道失去作用。据报道,渣油加氢脱硫的最佳孔径为7~8nm,10nm的孔径为脱硫的最佳孔径。

