潤滑油加氫處理催化劑
根據前述潤滑油加氫技術的原理,用于生產高黏度指數潤滑油的加氫處理催化劑不僅應具有非烴破壞加氫和芳烴加氫飽和的功能,而且還應具有多環環烷烴選擇性加氫開環、直鏈烷烴和環烷烴的異構化等功能。因而加氫處理催化劑應是一種由加氫組分和具有裂化性能的酸性載體組成的雙功能催化劑,但它與加氫裂化生產汽油的催化劑不一樣,即加氫處理催化劑的裂化活性不能比加氫活性大得太多,否則在芳烴加氫前側鏈大量斷裂,形成低沸點產物,使基礎油收率降低。為了避免脫烷基以及不使加氫后潤滑油黏度下降太大,催化劑載體的酸性也不能太強,而且酸性中心也不能太多。總之,這兩種功能應盡量達到平衡,才能達到收率高、質量好和運轉周期長的目的。
(1)加氫處理催化劑的加氫組分
加氫組分在加氫處理催化劑中的作用主要是使原料中的芳烴,尤其是多環芳烴進行加氫飽和,使烯烴,主要是裂化反應生成的烯烴迅速加氫飽和,防止不飽和分子吸附在催化劑表面上縮合生焦而降低催化活性。此外,加氫組分還具有對非烴破壞加氫的作用。
常用的加氫組分按其加氫飽和活性強弱排列如下:
Pt, Pd > W-NM > Mo-NM > Mo-Co > W-Co
鉑和鈀雖具有最高的加氫活性,但由于對硫的敏感性很強,因而目前工業加氫處理催化劑的加氫組分多采用抗毒性好的金屬組分,主要由Ni-W或Ni-Mo等金屬組成(使用前需在裝置上進行硫化)。海灣公司曾對Ni-W型及Ni-Mo型兩類催化劑的加氫處理效果進行過比較,發現兩者雖均具有較好的活性和選擇性,但以Ni-W型效果較好,Ni-Mo其次。因此加氫處理催化劑通常采用Ni-W或Ni-Mo作活性組分。

(2)加氫處理催化劑的酸性載體
酸性載體是加氫處理催化劑中的裂化組分,其作用在于促進碳-碳鏈的裂化和異構化。具體來說,主要希望通過它使多環環烷烴選擇性加氫開環以及直鏈烷烴和環烷烴異構化以提高潤滑油的黏度指數。
工業加氫處理催化劑采用的載體主要有兩類:SiO2-A12O3(高裂化活性)及加氟的A12O3(低裂化活性)。生產潤滑油的專用催化劑中的SiO2-A1203載體與一般用于燃料油加氫裂化的催化劑不同,其SiO2含量較低,一般小于30%(質量分數)。A12O3加氟后對催化劑的開環活性和加氫活性均有一定影響。海灣公司曾對加氟與不加氟的Ni-W型催化劑的加氫處理效果進行過比較,發現加氟后生成油的黏度指數提高、碘值降低,并強調催化劑含氟量應為0.5%~10%(質量分數),最好為1%~4%(質量分數)。加氫處理催化劑傾向于用中等強度酸性的載體,除酸性外,載體的細孔結構對催化劑的性能有重要影響。如德士古公司提出加氫處理催化劑的比表面一般為130~250㎡/g,孔體積至少為0.5mL/g。
有的加氫處理催化劑體系中還有助催化劑,如在WS2-Al2O,催化體系中加入Nis,可使活性超過純WS2,研究表明,加入的NiS破壞了WS2的結構,生成了松散的結晶結構,使催化劑的有效表面積增加,從而提高了催化劑的加氫活性。
我國從法國IFP引進的潤滑油加氫處理裝置所用的催化劑HR 360為Mo-Ni型。
中國石化石油化工科學研究院(RIPP)開發的溶劑精制-加氫處理組合工藝RLT(中壓加氫處理技術)設有兩個加氫反應器,第一個反應器裝填的是具有高脫硫、脫氮以及加氫開環性能的W/Ni催化劑RL-1,第二反應器裝填的是具有高芳烴加氫飽和性能,沒有酸性的RJW-2催化劑。
煉廠采用三個反應器串聯的加氫處理RHC工藝,第一個反應器選擇較苛刻的加氫條件,目的為提高產品的黏度指數,第二個反應器是為了克服熱力學平衡對芳烴加氫的限制,選擇比第一個反應器低的操作溫度,以利于芳烴加氫。前兩個反應器裝填的是低酸性的KF-840Ni/Mo催化劑,第三個反應器裝填的是加氫活性強的催化劑,目的是降低油品中的致癌物質并提高產品的光安定性。總之,潤滑油加氫處理催化劑要求有很強的加氫活性和中等的酸性。金屬組分以用Ni-W為佳。
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