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含磷缓蚀剂引起工业加氢催化剂失活的原因剖析



王会刚，杨占林，姜虹，温德荣

（中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁省大连市１１６０４５）

摘要：采用Ｘ射线荧光光谱仪和扫描电子显微镜能谱分析（ＳＥＭＥＤＳ）测定了工业加氢裂化装置的失活催化

剂以及再生催化剂的杂质元素含量及其在颗粒表面和沿颗粒径向的分布情况。分析结果表明，大量磷元素在加氢

精制催化剂颗粒上的沉积是造成催化剂失活的主要原因。ＳＥＭＥＤＳ表征显示，磷元素主要分布于催化剂颗粒的外

表面，不仅覆盖了催化剂表层的活性中心，也堵塞了反应物进入催化剂颗粒内部的通道，致使催化剂整体活性丧

失。微型反应装置评价结果证实，催化剂中磷杂质主要源自于含磷工业缓蚀剂，其易与催化剂的活性金属结合造

成催化剂快速失活，并且再生后活性不可恢复。

关键词：磷缓蚀剂加氢精制催化剂失活杂质元素

近年来，加氢装置所加工原料油的品质变差，附温度为－１９６℃。催化剂样品的元素分布采用

杂质含量明显增加，在加工过程中，催化剂失活的ＪＳＭ７５００Ｆ型电镜附带的ＦａｌｃｏｎＸ射线能谱仪逐

问题随之增多。研究人员对已有的不同加氢装置点进行分析，记录各点的坐标，采用ＳＥＭＱＵＡＮＴ

的失活催化剂进行了研究，失活原因归结为催化软件逐点计算所检测到元素的质量归一化结果。

剂积炭、金属中毒、杂质沉积或活性金属烧结等方吡啶红外用于测量沸石的Ｂｒｎｓｔｅｄ酸（Ｂ酸）和

［１４］Ｌｅｗｉｓ酸（Ｌ酸）。催化剂的红外酸含量由Ｓｈｉｍａｄ

面。其中，杂质元素主要考虑来源于原料油本

身，而往往忽略了加工过程中添加的试剂对催化ｚｕＩＲＡｆｆｉｎｉｔｙ１型红外光谱仪获得。将样品制薄

剂性能的影响。研究发现，磷系高温缓蚀剂会造片后在４００℃条件下活化５ｈ，降至１５０℃，恒温吸

成减压馏分油中型加氢试验装置的床层压力降升附吡啶至饱和，对Ｂ酸和Ｌ酸进行定性分析和定

［５］量计算。采用ＺＳＸ１００ｅ型Ｘ射线荧光光谱仪

高，催化剂活性降低。

（ＸＲＦ）对催化剂元素进行分析。催化剂的Ｘ射线

１实验部分光电子能谱（ＸＰＳ）表征采用Ｍｕｌｔｉｌａｂ２０００Ｘ光电

１．１试验方法子能谱仪。

工业失活加氢催化剂取自于Ａ炼油化工企

业加氢裂化装置反应器中的不同床层，为中国石２实验结果与结论

油化工股份有限公司大连（抚顺）石油化工研究２．１催化剂的物理化学性质表征

院开发。实验室催化剂活性评价在固定床自动控精制反应器中不同位置所取失活催化剂及再

制微型加氢反应（微反）装置上进行。反应器上生处理催化剂的物理化学性质数据，见表１～２。

下两端装填石英砂，中间恒温段装填经过研磨处从表１可看出，待生剂中的积炭都小于１．３４％，

理的催化剂。二硫化碳的环己烷溶液作为硫化积炭并不高，可以判定催化剂孔道的积炭不会导

液，用以完成催化剂的硫化过程。硫化结束后，用致催化剂严重失活。通过对比待生剂和再生剂的

催化裂化柴油（催化柴油）原料评价催化剂活性孔结构数据可以看出，经过再生处理能够脱除催

作为参比值，再用掺混工业缓释剂的催化柴油来

评定其对催化剂活性的影响。收稿日期：２０２０－０８－０２；修改稿收到日期：２０２０－１１－１５。