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中石化活性氧化鋁在柴油質(zhì)量升級中的應(yīng)用項目獲獎


來源:中國粉體網(wǎng)   空青

[導(dǎo)讀]  中石化(大連)石油化工研究院(以下簡稱中石化大連院)牽頭完成的“活性氧化鋁晶面控制關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及在柴油質(zhì)量升級中的應(yīng)用”項目獲中國化工學(xué)會科技進步一等獎。

中國粉體網(wǎng)  近日,中石化(大連)石油化工研究院(以下簡稱中石化大連院)牽頭完成的“活性氧化鋁晶面控制關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及在柴油質(zhì)量升級中的應(yīng)用”項目獲中國化工學(xué)會科技進步一等獎。


活性氧化鋁因其具有孔結(jié)構(gòu)可調(diào)、比表面積大、吸附性能好、表面具有酸性和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點,因此成為化工和石油工業(yè)中最廣泛應(yīng)用的催化劑或催化劑載體,在石油加氫裂化、加氫精制、加氫重整、脫氫反應(yīng)及汽車尾氣凈化等反應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用。



氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)換


吸附劑及催化劑載體用氧化鋁是一種精細(xì)化學(xué)品,其中η-Al2O3和γ-Al2O3又是最重要的催化劑及載體,它們都是含有缺陷的尖晶石結(jié)構(gòu)。兩者的區(qū)別是:四面體的晶體結(jié)構(gòu)不同(γ>η),六方層的堆排規(guī)整性不同(γ>η)以及Al—O鍵距不同(η>γ,差值0.05~0.1nm)。


γ-Al2O3一般是通過將其前體擬薄水鋁石在400~600℃高溫脫水制得,所以其表面物化性質(zhì)很大程度上取決于其前體擬薄水鋁石,但制備擬薄水鋁石的方法有很多種,因而來源不同的擬薄水鋁石導(dǎo)致了γ-Al2O3的多樣性。


η-Al2O3屬立方晶系,可由拜爾石在一定的升溫速率下在400-750℃煅燒得到。它具有和γ-Al2O3相差不大的孔容和比表面積,表面酸性比Al2O3要強,主要用作催化劑的載體。


目前,車用柴油執(zhí)行國六標(biāo)準(zhǔn),其在柴油硫含量不大于10ppm的基礎(chǔ)上,進一步要求多芳烴含量不高于7%。未來清潔車用柴油質(zhì)量標(biāo)磚多環(huán)芳烴含量也會被進一步下降。但在柴油生過程中,但在柴油加氫反應(yīng)過程中受反應(yīng)熱力學(xué)平衡的影響,生產(chǎn)高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)車用柴油會對柴油加氫處理裝置的運行周期造成不利影響。


根據(jù)當(dāng)前柴油質(zhì)量升級面臨深度脫硫、多環(huán)芳烴飽和與工業(yè)裝置運行周期的矛盾性問題,并且還要實現(xiàn)低成本柴油質(zhì)量升級。中石化大連院高級專家郭蓉領(lǐng)銜的項目團隊通過氧化鋁前驅(qū)體的可控性“離子緩釋”“能量消減”手段,創(chuàng)建了氧化鋁晶面調(diào)控策略及活性氧化鋁物性深度調(diào)控的關(guān)鍵技術(shù)。


郭蓉帶領(lǐng)項目團隊通過配位劑的引入,干預(yù)并引導(dǎo)氧化鋁前驅(qū)體的生長行為,研制出具有酸堿兩性氧化鋁晶粒材料。隨后,項目團隊通過延遲鋁氧前驅(qū)體的化學(xué)轉(zhuǎn)化歷程,提高鋁離子在液相中重組反應(yīng)的勢壘,首次獲得遠高于常規(guī)工業(yè)氧化鋁B酸含量的正八面體氧化鋁晶粒。將其引入在柴油柴油加氫催化劑的開發(fā)中,利用其形成的“酸島”效應(yīng),構(gòu)筑加氫催化劑酸性位—金屬硫化物相鄰雙功能活性中心結(jié)構(gòu),加快多環(huán)芳烴及雜原子化合物吸附—加氫—脫附速率,降低其在酸性位表面吸附—縮聚反應(yīng)的發(fā)生,從而減少積碳生成,實現(xiàn)了催化劑活性相的定向構(gòu)建及精細(xì)調(diào)控,使催化劑具備超深度加氫及高活性穩(wěn)定性雙重功能。最終,項目團隊開發(fā)的催化劑相對脫硫活性提高67%,滿足了工業(yè)裝置長周期穩(wěn)定運行的需求。


截至目前,該項目已申請國內(nèi)外發(fā)明專利51件,獲授權(quán)21件,PCT國際專利已在美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)展開布局。此外,該催化劑在俄羅斯等國家也成功應(yīng)用,為“一帶一路”倡議的實施添磚加瓦,標(biāo)志著我國柴油質(zhì)量升級技術(shù)跨入國際領(lǐng)先行列,提高了我國加氫技術(shù)在國際上的影響力。


來源:中國化工報


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青)

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作者:空青

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