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本论文采用将催化剂前体溶于有机溶剂的办法,制备了亚微米级油溶化催化剂,考察了该油溶化催化剂经预分散和预硫化处理对轮古常渣、Du-84稠油以及克炼常渣三种重油加氢裂化以及神华烟煤与上述三种重油加氢共炼的影响,并找出油溶化催化剂加入重油-煤加氢共炼反应体系的最佳方法。然后,通过该油溶化催化剂优选出适于神华烟煤加氢共炼的优质配油,并通过重油供氢性研究揭示了重油-煤加氢共炼匹配性的内在原因。
实验发现镍、铁等油溶化催化剂的硫化物分散性高,粒径均匀,大约为300 nm和600 nm左右,具有较高的催化加氢活性,通过预分散处理后,其活性可大幅度提高。将油溶化催化剂先预分散于配油,然后再与煤混合的方法最好,可最低使重油-煤加氢共炼生焦量为6.84wt%,使74.01wt%的煤液化。
催化剂预硫化过程通过生成硫化态的催化剂活性体和提高催化剂的分散度,有效促进其催化活性。不同分散过程制备的催化剂颗粒和形态有所不同,预分散于重油中的催化剂在预硫化过程中能保持较高的分散度,催化活性较高;而预分散于煤上则较易聚结。但经过重油-煤加氢共炼长时间高温处理后,最后聚集于焦上的催化剂形态差别不大。
Du-84与KLAR及LGAR相比,供氢能力并非最佳,然而在重油-煤共炼中,Du-84的供氢性却最佳,故而与煤的协同效应也最明显。气相分子氢的存在,使配油的供氢性有所增加,从而有利于实现分子氢向供氢剂的转移。