High-Pressure Sulfidation Of Hydroteating Catalysts pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Dugulan, Achim Iulian

出品人:

页数:166

译者:

出版时间:

价格:70

装帧:

isbn号码:9781586038632

丛书系列:

图书标签:

• Hydrotreating Catalysts
• Sulfidation
• High-Pressure
• Catalysis
• Petroleum Refining
• Corrosion
• Materials Science
• Chemical Engineering
• Energy
• Reaction Kinetics

深入理解现代石油炼制核心：催化剂的失活与再生 本书旨在为石油化工领域的研究人员、工程师以及对催化剂科学感兴趣的专业人士提供一份详尽而全面的指南，专注于现代炼油工艺中催化剂性能退化和功能恢复的复杂机制。 在当今全球能源结构转型和环保法规日益严格的背景下，石油炼制工业正面临前所未有的技术挑战。高效的加氢处理（Hydrotreating）是实现清洁燃料生产的关键步骤，它依赖于高性能的催化剂来有效地脱硫、脱氮和脱金属。然而，这些催化剂在苛刻的操作条件下，不可避免地会经历性能下降，即失活。理解失活的根本原因、量化其速率并开发出可靠的再生策略，是维持炼厂长期稳定运行和经济效益的核心所在。 本书突破了单一化学反应视角的局限，构建了一个多尺度的催化剂失活与再生框架。它系统地涵盖了从原子结构到宏观反应器层面的所有关键影响因素。 第一部分：催化剂失活的微观基础与机制解析 本部分深入探讨了导致加氢催化剂活性丧失的各种内在和外在因素。 第一章：载体与活性组分的相互作用 催化剂的结构是其性能的基石。本章详细分析了氧化铝、二氧化钛、分子筛等常见载体材料的孔道结构、表面酸性（布朗斯特酸性和路易斯酸性）及其对活性金属纳米粒子（如NiMo、CoMo、NiW等硫化物）分散度和稳定性的影响。我们将探讨在预硫化和操作过程中，载体与金属组分之间发生的界面迁移、烧结以及热力学失稳现象，并引入先进的同步辐射技术和高分辨透射电镜（HRTEM）数据，揭示这些微观变化如何直接转化为宏观催化活性下降。 第二章：积碳——催化剂的“慢性病” 积碳（Coking）是导致加氢催化剂失活最普遍且最顽固的因素之一。本章超越了传统的“在活性位点上形成碳层”的简单描述，专注于分析不同类型的焦炭（软焦、硬焦）的化学结构特征、沉积位置（孔道堵塞、表面覆盖）及其对氢气扩散和底物吸附动力学的影响。我们引入了先进的拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）分析，以区分不同温度和压力条件下形成的焦炭前驱体，并建立了焦化速率与原料油组成（如芳烃含量、烯烃/炔烃比例）之间的定量关系模型。 第三章：金属中毒与不可逆失活 针对加氢精制过程中需要脱除的杂质，如含氮、含氧化合物，本章重点讨论了它们对催化剂的毒化机制。与积碳的半可逆性不同，金属中毒（如砷、铅、汞）通常会导致不可逆的失活。我们详细阐述了这些杂原子如何改变硫化物的电子结构、堵塞活性位点的几何空间，以及它们在催化剂床层中的迁移和富集规律。特别关注了如何通过优化预硫化工艺来提高催化剂对特定中毒元素的抵抗能力。 第二部分：催化剂性能衰减的宏观动力学与过程建模 本部分将微观机制转化为可用于工业操作优化的宏观描述。 第四章：反应器中的活性空间分布 在一个装填了数吨催化剂的固定床反应器中，催化剂的失活并非均匀发生。本章探讨了床层中由于物料分布不均（如径向热点、轴向速度梯度）导致的催化剂“选择性老化”。我们建立了考虑扩散限制和反应动力学的多孔介质模型，模拟了在不同操作负荷下，催化剂失活前沿在反应器内的传播模式，为优化反应器的操作窗口和进料分配提供了理论依据。 第五章：失活动力学模型的构建与验证 本章系统回顾并比较了描述催化剂失活速率的各种经验模型（如零级、一级、百分比模型）和机理模型。重点介绍了基于活性组分损耗率（包括烧结、中毒和积碳的复合速率方程）的动力学框架，并展示了如何利用工业装置的长期性能数据对这些模型进行参数识别和验证，从而实现对剩余催化剂寿命的精确预测（Life Prediction）。 第三部分：催化剂再生——恢复活性的科学与工程 催化剂再生是延长其使用寿命、降低运营成本的关键技术。本部分专注于再生过程中的化学工程挑战和优化策略。 第六章：积碳的燃烧动力学与热管理 焦炭的氧化再生是高风险的操作步骤，因为它涉及剧烈的放热反应，极易导致催化剂的结构性破坏（如氧化烧结、孔道塌陷）。本章详述了焦炭在不同氧化剂（空气、水蒸气、稀释气体）气氛下的燃烧动力学。我们深入分析了燃烧过程中温度梯度和氧气浓度梯度对再生效率和催化剂结构完整性的双重影响，并提出了精确控制再生温度曲线（Ramp Rate Control）的工程准则。 第七章：硫化物催化剂的硫化与再活化 加氢催化剂必须经过硫化处理才能达到最佳活性。本章详细探讨了再生后硫化工艺的优化。这包括选择合适的硫化剂（如二甲硫醚、二甲基二硫醚或H2S/H2混合气），确定最佳的硫化温度和停留时间，以确保活性金属氧化物能完全转化为高活性的硫化物物种，同时避免过度硫化或硫化物不稳定性的风险。本章特别关注了不同载体材料对硫化效率的影响。 第八章：先进的结构恢复技术 除了传统的燃烧再生，本章还介绍了用于恢复催化剂结构完整性和清除顽固中毒物的先进技术。这包括酸洗（Acid Leaching）处理以去除积聚的重金属，以及低温还原处理（Low-Temperature Reduction）以逆转部分烧结现象。对这些化学后处理步骤的适用性、潜在的副作用以及实施的工业流程进行了严谨的评估。 --- 本书的独特贡献在于： 它将催化剂失活视为一个多尺度、多因素耦合的复杂系统，并提供了一套从基础化学到实际工程应用的完整分析工具箱。通过整合前沿的表征技术数据和精密的反应器建模，本书为读者提供了全面、深入、可操作的知识体系，助力优化催化剂全生命周期的管理，从而显著提升现代炼油装置的生产效率和环境绩效。

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