自90年代以来，环保要求日益苛刻，对柴油质量提出更高的要求，开发高活性的加氢精制催化剂,脱除柴油馏分中的硫、芳烃等杂质势在必行。而用于柴油加氢精制催化剂不仅要求具有较高的活行、良好的选择性和一定的耐压强度。如果强度过低，催化剂容易粉碎，会造成反应器床层压降增大，影响催化剂的使用寿命和装置的经济效益。因此在催化剂的载体和活性组分确定之后，就要跟据该催化剂的成型物料理化性质，加入某些数量较少的助挤剂、粘合剂及胶溶剂等，以改善成型物料的粘结性，达到提高催化剂强度的满意效果。国内较好的柴油加氢精制催化剂经评价，都存在硫含量和芳烃含量偏高等问题。因此，从载体研制入手，进行了载体的选择、扩孔、改性等几个方面的研究，经过大量试验,研制适合制备低硫低芳烃柴油催化剂的载体，利用该载体制备出的加氢精制催化剂，在小型加氢装置上进行活性评价，其活性明显优于国内两个有代表性的参比剂，在国内居领先水平，并在大庆石化公司炼油厂两套柴油加氢装置实现首次工业应用成功。 2   试验部分 2.1 载体及催化剂的制备    采用国产氧化铝干粉，在常温下与选择好的胶溶剂、助挤剂、粘和剂等配制成水溶液，然后捏和，在双螺杆挤条机上反复挤压，最后利用D1.5mm的三叶草形孔板挤条成型，以提高载体的致密度及比表面积使载体外形更加均匀、平直、光滑；并提高其强度、耐磨性和避免运输过程中易碎的特点。然后干燥、焙烧制备载体；在一定反应温度下，将几种提供活性组分的金属盐溶解配制溶液，调PH值后，将浸渍液喷浸到载体上，然后干燥、养生、焙烧后制成催化剂。 2.2  载体物性的测定    将制备好的载体及催化剂用四分法取样，再利用BET法分析载体的孔容、比表、孔半径、孔分布，同时测定载体的机械强度。 2.3  生成油性质的测定    研制催化剂经评价，生成油利用荧光指示计法测定油品芳烃； LC-2微库仑测定仪测定油品中硫含量。 3    试验结果与讨论 3.1  氧化铝粉的选择    经过大量的实验和资料的调查发现，影响催化反应性能的主要因素，不是催化剂的总孔容，而是催化剂的孔分布即有效孔容。载体的性能影响催化剂的特性，其中最直接的影响因素是载体的孔结构和机械强度。因此，根据加氢精制生产低硫、低芳柴油的原料要求，经过试验调整孔分布，使其有利于延长催化剂的运转周期。优化的孔分布对于提高表面积和防止扩散限制是非常重要的。取国内两个催化剂厂生产的氧化铝粉进行物性分析对比，结果见表1。 表1  两种氧化铝粉的物性对比数据 分析项目 1#氧化铝 2#氧化铝 比表面积/m2•g-1 359 352 孔容积/ml•g-1 1.01 0.77 平均孔半径/nm 5.1 4.4 孔分布/% 1~2 nm 0 0.60 2~3 nm 1.40 1.80 3~4 nm 5.66 7.47 4~5 nm 7.41 8.36 5~10 nm 38.74 35.74 10~20 nm 32.94 33.66 >20 nm 13.85 12.37    从表1的结果可知，1#氧化铝的表面积、孔容和平均孔径高于2#氧化铝。1#氧化铝在孔分布方面比2#氧化铝相对集中，故选择1#氧化铝比较理想。另外，前者很容易粉碎，而后者较难。 3.2  焙烧温度对载体性能的影响    在其它试验条件不变的条件下，考察不同的焙烧温度对载体物化性质的影响，其结果见表2。 表2  烧温度对载体性质的影响 焙烧温度/℃ 比表面积/ m2•g-1 孔容积/ ml•g-1 孔半径/nm 强度/N•mm-1 T 279 0.47 3.0 14 T+50 270 0.48 3.2 17 T+100 268 0.49 3.5 18 T+150 260 0.50 4.0 16 T+200 254 0.51 4.7 12 从表2的结果可知，随着焙烧温度的提高，比表面积下降，孔容积和孔半径增大，但强度却出现一个峰值，即当焙烧温度为T+100℃时，机械强度为18 N•mm-1，故选择T+100℃为较佳焙烧温度。 3.3  载体扩孔对载体物性的影响    为了使催化剂的孔容增大，提高容纳胶质的能力，在载体成型的基础上，对载体进行扩孔处理。分别采用活性炭和高聚物及A物质等进行扩孔处理。试验证明，A物质比较适合扩孔。因为A物质的分子量比较大，在挤条时加入，占据了一定的空间，在活化时该物质又逸出，使载体的孔容增大，堆积密度降低，达到了扩孔的目的。对加入不同含量A物质的载体进行成型试验，结果见表3。 表3  扩孔剂A的不同含量对载体的影响 A物质含量/w% 0 7.5 8.0 10.0 比表面积/ m2•g-1 327 321 315 312 孔 容 积/ ml•g-1 0.67 0.68 0.71 0.72 孔 分 布/% 1～2 nm 7.81 7.14 7.40 5.92 2～3 nm 43.94 41.55 38.51 38.22 3～4 nm 28.07 29.98 31.80 33.54 4～5 nm 9.64 10.13 10.46 10.06 5～10 nm 7.60 7.99 8.36 8.59 10～20 nm 2.36 2.59 2.80 3.02 20～30 nm 0.58 0.62 0.67 0.65 压碎强度 /N•mm-1 146 137 125 94    从表3可见，随着A物质含量的增加，比表面积略有降低，孔容越来越大，孔分布在大于3 nm的孔分布含量逐渐增加，载体的压碎强度降低虽然明显，但仍满足催化剂强度的要求，也能满足加氢精制生产低硫、低芳柴油的孔分布要求。因此，A物质的加入量为8wt%为宜。 3.4  研制剂与参比剂的活性对比 3.4.1 评价所用原料油性质 表4   评价催化剂所用原料油的性质 性    质 焦化和重催混合柴油 密   度 /g.cm-1 0.8418 总  硫 /10-6 637.8 总芳烃 /wt% 37.3       实际胶质 /mg•（100ml）-1 140.4 馏   程 /℃ 50% 275 90% 351 95% 366 3.4.2  反应温度对研制剂与参比剂的活性对比    在氢分压为8.5 MPa，氢油体积比为500:1，体积空速为1.5h-1，反应温度为320～380℃的条件下，对研制柴油加氢精制催化剂与国内比较有代表性的催化剂参比1和参比2进行对比，发现，研制的柴油加氢精制催化剂的活性在360～380℃明显好于参比2催化剂，而参比2的活性又好于参比1催化剂。 4 结论 (1) 通过对氧化铝的选择、载体的扩孔、焙烧温度等的考察，研制出一种具有适宜的孔容、较好的孔结构和孔径分布、较高的机械强度,适合柴油馏分加氢精制的催化剂的载体。 (2) 加氢装置评价结果表明研制剂脱硫、脱芳烃性能均优于参比剂。（文章来源：化工黄页网）