收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

同时脱除FCC烟气中NOx、SOx和CO的催化材料及其作用原理的研究

温斌  
【摘要】: FCC(流化催化裂化)是炼厂生产汽油的主要方法之一。但是在FCC再生器烟气中含有大量的NOx、SOx、CO等环境不友好气体。据统计,FCC过程中SOx和NOx的排放分别占空气中总排放的6%-7%和10%。由于FCC再生器中特殊的物理化学环境(高温、多种气体及多个反应共存),到目前为止,没有任何一种催化剂能有效的同时脱除这几种污染物,同时,针对这一课题所进行的理论研究工作也很少。本论文中首次提出将一种含有过渡金属和稀土金属,由共沉淀的层状柱撑类水滑石物质和稀土化合物的混合物经高温热活化得到的复合氧化物催化剂(铜铈类催化剂)用于同时脱除FCC再生器烟气中的NOX、CO、SOx。此类催化剂具有高的NO和CO反应活性、优异的水热稳定性以及抗硫氧化物毒化的性能,同时能促进SO2向SO3的转化、有效捕集SOx且能高效再生。利用多种表征手段对其结构进行了详细考察,同时利用程序升温(TPD、TPR、TPSR)、多分子探针原位红外表征以及XPS技术对各气体组分在催化剂表面上的相互作用、催化剂活性组分之间的协同效应、催化反应机理进行了系统研究。研究结果表明: 1.共沉淀过程中,铜离子易取代部分镁离子进入水滑石结构形成类水滑石化合物,而铈离子在共沉淀过程中以氢氧化亚铈的形式沉淀,在干燥过程中形成二氧化铈。热活化时,随着活化温度的升高,类水滑石结构逐渐被破坏,铜类催化剂中出现氧化铜、氧化镁或尖晶石晶相。但铈的引入会使氧化铜分散度增大,同时抑制尖晶石相的生成。铜类催化剂中氧化铜的还原峰温比纯氧化铜还原峰温低,催化体系中引入铈后(铜铈类催化剂),还原峰温进一步降低,峰形也发生较大的变化。这说明铜铈之间发生了很强的相互作用。 2.XPS分析表明,铜类催化剂中的铜主要是以Cu~(2+)的形式存在;铜铈类催化剂中,部分铜离子进入了CeO2的晶格结构,以Cu~(2+)的形式存在,同时在催化剂表面产生了大量的氧空位,即铜铈之间存在着协同效应。 石油化工科学研究院博士学位论文,2000 3.对于NO和CO反应,铜钵类催化剂的反应活性高于铜类催化剂和饰 类催化剂。水热处理使催化剂的低温活性降低,高温活性不受影响。体系中 少量氧气的存在有利于铜钵类催化剂低温NO和CO反应活性的提高,但对 铜类催化剂和钵类催化剂的低温活性不利。体系中引入水蒸气时,由于铜饰 类催化剂高的水气反应活性,其DeNOx和DeCO活性提高2 而在铜类催化 剂和钵类催化剂上,水蒸气使催化剂的低温NO和CO反应活性降低,高温 时则有利于NO和CO的转化。 4.SO。的存在对铜钵类催化剂的DeNOx活性没有影响,而使铜类催化 剂和钵类催化剂很快失活。同时,SOZ的引入使钵类催化剂对CO和OZ、CO 和HZO的反应均出现失活;使铜类催化剂对Co和HZo的反应失活,而对 CO和O。的反应没有影响;使铜钵类催化剂对CO和HZO的反应活性略有 降低,但对CO和OZ的反应没有不利影响。 5.催化剂的NO和CO反应活性受 COMO比值的影响,比值降低,催 化剂的活性温度窗口向高温方向移动Z三类催化剂中铜饰类催化剂的活性受 CO/NO比值的影响程度最小。催化剂本身不具有NO分解能力,但经过一 定温度下 HZ还原后会产生一定的活性;经过同样条件处理,铜钵类催化剂 的NO分解活性最高。 6.在NO(0刀6%卜CO(1.4%p。(0.5%卜HZO(1刀%卜SO。(0刀5%)+Ar这 一还原气氛中,一部分SOZ被还原为单质硫,一部分以硫酸盐的形式化学吸 附于催化剂上,其余的则以 SOZ的形式排出,三类催化剂上的SOZ的脱除率 均在80%以上。在氧化气氛中u L高温时三类催化剂的SOx吸 附容量均显著高于工业硫转移剂SOXGT。 7.三类催化剂中,铜袜类催化剂 CuCe*)P的 NO室温吸附量最大,其 表面存在三种NO吸附中心。同时,CuCe*)P表面存在着强的CO吸附中心。 在NO、CO、OZ共存的气氛中CO和OZ的反应优先于NO和CO的反应发 生,铜柿类催化剂对于这丙个反应的活性均明显高于其它两类催化剂。在 NO+C趴O。(0.5%)+SO。气氛中程序升温时,SQ。在催化剂上发生吸附以 二且 摘 要 及相应的分解和还原,同时使铜类催化剂和饰类催化剂的DeNOx活性丧失。 但铜钵类催化剂在高温时仍具有DeNOx性能。这体现了铜钵之间的协同作 用。同时,铜钵类催化剂对CO和SOZ的反应也有较高的活性。 8.红外光谱表征发现,Cu+和“共存时,CO优先选择吸附于 Cu+上, 在cuz+上吸附很弱;吸附温度升高,Co吸收峰谱带向低波数位移;由于 CuCe(si中存在较多的CU+,CO在其表面吸附时的吸收峰位置较在Cu(加 上时偏低。与CO吸附相反,NO在y上吸附很强,而在比上吸附很弱; NO能够吸附在 Ce(Zi的表面氧空位上,但表现不出相应的红外波谱特征。 与NO和CO单独吸附时相比,NO和CO共吸附时,两者的吸收峰强度都 有所减?


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 单青松;栾友本;应礼明;;加氢裂化催化剂的器内再生[J];石油炼制与化工;1990年04期
2 于卫国;姜海潮;;QCS-04催化剂的硫化过程及注意事项[J];黑龙江科技信息;2009年06期
3 吕浩;姚立松;;RN-32V催化剂在3.2Mt/a加氢处理装置的工业应用[J];石油炼制与化工;2009年03期
4 ;催化加氢法脱除己烷溶剂中微量苯[J];石油化工;1975年01期
5 ;固体颗粒催化剂装填设备[J];石油炼制与化工;1978年04期
6 张庆武;刘文勇;张铁珍;戴宝琴;暴希忠;;DZD-1柴油加氢精制催化剂的性能及工业应用[J];化工科技市场;2005年12期
7 孙春晖;陈永生;李佳;;Ln/TiO_2催化剂的制备研究[J];无机盐工业;2008年04期
8 李选志;郭兴育;高俊文;;LB205型低温变换催化剂的工业应用[J];化肥工业;2011年03期
9 刘兴允;;烯烃中炔属化合物的催化去除[J];江苏化工.市场七日讯;1975年04期
10 ;催化剂再生工业化试验技术总结[J];应用化工;1975年01期
11 张玉良;奥立夫;;重整反应器结构及其检修[J];金山油化纤;1988年01期
12 胡铁刚;程可可;张建安;王永刚;;生物乙醇催化制备乙烯的研究进展[J];现代化工;2007年S2期
13 王继强;;浅谈BASF O4-66进口催化剂的诱导与活化[J];化工中间体;2009年05期
14 ;裂解汽油加氢装置的技术改造及工业试生产[J];石油化工;1976年04期
15 赵晨;;甲烷化气固反应过程的孔扩散[J];石油化工;1981年02期
16 肖锦堂;;CT6-5还原吸收法处理硫磺回收尾气加氢催化剂[J];石油与天然气化工;1986年04期
17 杨学富;;积碳过程分析[J];北京工商大学学报(自然科学版);1987年02期
18 ;低压 CO_2脱氢工业性试验[J];化肥工业;1988年02期
19 任乃宏;;低变催化剂的损害及防止措施[J];中氮肥;1988年03期
20 范文革;防老剂4010NA烃化加氢催化剂选型研究[J];西北民族大学学报(自然科学版);2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李振国;马杰;刘双喜;杨春清;张旺;;过渡金属对V_2O_5/WO_3-TiO_2 SCR催化剂催化性能的影响[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年
2 刘建军;姚良雨;;粗苯加氢催化剂的装填与硫化[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集(上册)[C];2010年
3 陈智涛;韩明汉;张强;魏飞;金涌;;用迎头色谱研究Cu基氧氯化催化剂氯化及氧化性质[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
4 周新娣;卢福明;;Z-503预转化催化剂的工业应用[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年
5 丁杰;金强;;重油催化三旋失效分析及运行监测[A];中国设备工程专家代表会议论文集[C];2007年
6 张伟;石磊;吕剑;;FS-517A型气相氟化催化剂的工业应用[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
7 于振兴;郑伟;付红英;徐文龙;张平;张晓丽;吴虹;张宇航;王成刚;范雪蕾;;丙烷选择氧化制丙烯酸纳米复合催化剂的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
8 陶文晶;赵胤;焦凤茹;张冬梅;曹丽芳;;β分子筛液相烷基化合成异丙苯的放大试验研究[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
9 孟声;王道;邱文革;;顺酐生产中含苯尾气净化催化剂的研究[A];第十一届全国稀土催化学术会议论文集[C];2004年
10 刘文勇;张文成;郭金涛;张铁珍;刘莉;;加氢脱金属催化剂的反应机理研究[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王开;天然气直接催化转化制乙烯催化剂及反应工艺研究[D];北京化工大学;2009年
2 邓理;催化转化纤维素制备乙酰丙酸和γ-戊内酯的研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 戴春皓;黄磷尾气变换制甲醇合成气中试及新型催化剂研究[D];昆明理工大学;2009年
4 王志恒;油田轻烃分馏与精制技术研究[D];东北石油大学;2011年
5 段学志;氨分解催化剂结构调控与反应机理研究[D];华东理工大学;2012年
6 杜娟;甲烷重整热化学储能过程催化反应及传输特性[D];华南理工大学;2013年
7 虞贤波;移动床甲醇制丙烯反应工艺的研究[D];浙江大学;2011年
8 左轶;钛硅分子筛的合成、改性及其催化丙烯环氧化性能的研究[D];大连理工大学;2013年
9 羡小超;碳氢燃料超临界催化裂解反应动力学研究[D];天津大学;2010年
10 孙昱东;原料组成对渣油加氢转化性能及催化剂性质的影响[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李四海;合成异丙苯β分子筛催化剂国产化及工业应用研究[D];华东理工大学;2011年
2 梁金强;重质高酸原油酯化脱酸技术的研究[D];中国石油大学;2010年
3 郑志伟;润滑油生产工艺中催化剂的性能评价[D];吉林大学;2012年
4 李勋鹤;钯基阳极氧化改性铝片催化剂的制备及甲苯催化燃烧性能研究[D];广东工业大学;2013年
5 张亮;杂多酸(盐)催化剂在选择性催化氧化反应中的应用研究[D];西安石油大学;2011年
6 张希兵;重整汽油加氢脱苯装置的运行分析和技术改造[D];中国石油大学;2010年
7 张玉玲;泡沫镍基整体式费托合成催化剂的制备[D];大连理工大学;2012年
8 刘忠科;MTBE运行周期短的原因及解决方案[D];东北石油大学;2011年
9 高蓓蓓;TS-1/SiO_2催化剂的制备及表征研究[D];大连理工大学;2011年
10 魏士东;氯化铵甲醇法合成氯甲烷过程实验研究[D];河北科技大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 李成岳;废气治理新技术应运而生[N];中国化工报;2001年
2 焦培培;焦炉气在这里实现“物尽其用”[N];中国化工报;2011年
3 记者 姚耀;合成革废水回用装置效率高[N];中国化工报;2005年
4 刘昌;新型碳二加氢催化剂:占据国内市场95%的份额[N];中国石化报;2003年
5 特约记者 张晓君 杨春雨;吉林石化三项成果获国家专利[N];中国石油报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978