含三氧化鎢的加氫脫硫催化劑

輕質油品中的總硫含量、硫醇含量及酸值是一個重要指標。硫醇本身具有腐蝕性,且使油品產生惡臭,並且降低油品質量和安定性,因此,在石油加工中,輕質油品中硫醇的脫除或轉化變得十分必要。目前工業常用脫臭方法有三類,分別是:酸堿電化學精製工藝;氧化脫臭工藝;加氫精製工藝。

脫硫催化劑和WO3
 
加氫脫硫催化劑在加氫精製工藝中起到非常重要的作用,其成本關係到整個加氫工藝的操作費用。大部分催化劑的金屬含量都較高,其成本也相對較高。研究表明,通過引入氧化鎳、三氧化鎢、氧化鈷為主要活性組分,並調整它們之間的比例,可以在降低催化劑中金屬含量的同時,顯著提高催化劑的低溫脫硫活性。
 
一種金屬含量和成本較低,且低溫活性較高的含三氧化鎢輕質油品加氫脫硫催化劑的製備方法如下:
1.氧化鋁的前驅物(擬薄水鋁石、三水鋁石等)經成型、乾燥,然後在空氣或水蒸氣氛圍下於500~700℃焙燒1~6小時,制得氧化鋁載體;
2.用含鎢及鎳的化合物水溶液浸漬所得氧化鋁載體,乾燥並焙燒。其中最終催化劑成分三氧化鎢的含量約為總品質的4%~10%,氧化鎳為2~4%;
用鈷的化合物水溶液浸漬步驟2得到的產物,並在150~250℃下焙燒2~4小時得到含三氧化鎢的加氫脫硫催化劑。其中,鈷化合物的用量應使最終催化劑中含有0.02~0.5%的氧化鈷。
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三氧化鎢用於加氫脫硫脫氮催化劑

加氫脫硫脫氮催化劑目前,國內外在加氫精製催化劑的科研和實踐成果主要表現在:通過使用新型複合載體,並調變活性組分,引入適當的助劑改性,加入金屬絡合劑等,進而提高催化劑的加氫活性和使用壽命。在石油煉製領域中,Y-Al2O3是加氫精製催化劑的首選載體,也是目前應用最廣泛的催化劑載體。
 
然而,由於單一氧化鋁載體易與活性組分(三氧化鎢、氧化鎳)之間會產生較強的相互作用,從而生成無催化活性的新相;另外,在加氫處理高氮汽柴油時,Y-Al2O3只含有L酸,其中心與鹼性氮發生強吸附,進而抑制了催化劑深度加氫脫硫的性能。故而,這些單一氧化鋁載體的催化劑在重質餾分油中的應用受到了限制。
 
文章介紹一種適用於輕質油加氫脫硫脫氮催化劑,具有高比表面積、脫氮、加氫脫硫活性等優良特性,以Al2O3-ZrO2-SiO2-TiO2多元氧化物為複合載體、以W-Mo-Ni-Co四元金屬為活性金屬組分、以P為助劑。在這個複合載體體系中,載體表面酸性的中強酸比例得到提高,有利於氮雜環的開環斷裂,從而提高脫氮活性。
 
以W-Mo-Ni-Co四元金屬為活性金屬組分,添加助劑磷,配置成具有穩定溶解性能的浸漬液,並採用分步飽和浸漬技術,負載活性金屬組分和助劑,提高金屬的分散度和利用率。其中三氧化鎢在催化劑中所占比例最大,約為12~35%,這也間接顯示了它的重要性。浸漬過程中加入少量絡合劑,提高共浸液的穩定性。
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鉭鎢青銅

氧化鎢是一個被廣泛研究的過渡金屬氧化物,因為它具有獨特的性質可望在電變色器件、感測器、分離材料等方面得到應用,被人們廣泛關注。近年來,一維過渡金屬氧化物納米材料具有特殊的光學、磁學和電子學特性,越來越受到人們的關注,而將過渡金屬離子引入材料骨架結構中,改變材料的微觀結構或表面屬性,使其性能更優是目前對材料進行改性研究的熱點。鎢青銅氧化鎢中的W 離子易變價態,當將過渡金屬引入晶體結構中,W的價態發生變化,在W6+,W5+和W4+的相互轉換過程中,會出現晶格內形成不穩定的氧空位,材料表面產生缺陷等現象,將導致氧化鎢表現出特異的物理化學性質,必將有重要的用途。鉭屬於過渡金屬本身可作為電極材料,且Ta5+離子的半徑較小,活性較大,可以判定鉭摻雜對鎢青銅的電化學性能有較大的影響。

鉭鎢青銅

製備方法
1.稱取2g Na2WO4.2H2O於內襯為聚四氟乙烯的反應釜中,加入二次蒸餾水,磁力攪拌使其溶解;
2.再加入一定量3 mol/L鹽酸溶液,控制整個反應體系pH小於1.5,向上述溶液中加入0.05 mol/L TaCl5溶液和0.5 mol/L NH4(SO4)2,攪拌2 h後密閉反應釜;
3.在170 ℃下水熱處理48 h,將反應產物分別用蒸餾水洗滌至中性,再置於-40℃冷凍乾燥機中冷凍乾燥。

通過水熱法將過渡金屬鉭引入六方相氧化鎢結構中,獲得納米線狀的TaxWO3,樣品均勻性好、純度高。當TaxWO3材料中Ta/W 摩爾比為0.04時達到鉭摻雜氧化鎢的固溶限值。以低價態、大半徑的鉭離子摻雜進入氧化鎢的結構,對其晶胞參數產生影響,晶格發生畸變,材料表面氧空位比例增大,電子躍遷的能隙降低,材料的光催化性能明顯提高。且TaxWO3在酸性條件對H+的還原能力比較穩定,可望在燃料電池領域有潛在的應用。

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細晶粒鎢銅合金藥型罩製備工藝簡述

隨著軍事現代化發展,在一些裝甲坦克、裝甲車等方面抗彈能力都有了極大的提升。像如今已有的具備較高抗彈能力的魚鱗狀反應裝甲、貧軸負荷裝甲、陶瓷複合裝甲、爆炸反應裝甲等都給相對的反裝甲武器提出了更為嚴峻的挑戰。聚能裝藥和精確制導技術二者的結合是目前最有效的反裝甲武器,而其中聚能裝藥的關鍵部件是藥型罩,其性能的優劣直接影響著破甲射流的侵徹能力以及穩定性。因此,對於新型藥型罩材料的研究也成為了相關學者和研究人員的研究熱點之一。研究方向主要集中在如何增強材料的延展性、增大材料密度和細化晶粒結構上。延展性的增強有助於形成長彈丸,從而增大了侵徹深度;密度的增大則使得衝擊力上升;細化晶粒結構有利於增大射流的長度。

傳統材料的藥型罩,由於成分單一,不足以滿足如今日益變化的性能要求,隨著研究的深入,出現了多種材料所組成的複合型藥型罩。其通過結合具有各種不同性能的金屬或合金來滿足藥型罩的設計要求,相比于單金屬藥型罩,它的能量轉換效率高、能量利用率高、吸收機制更合理、破甲性能更優越,是藥型罩發展的必然趨勢。在這些複合材料中以鎢銅合金的各項性能與藥型罩最為匹配。鎢銅合金是由體心立方結構的W和麵心立方結構的Cu兩種理化性能差別較大的既不互溶又不形成金屬間化合物的偽合金。其不但具有W的高硬度、高強度、高密度、低熱膨脹係數以及優良的耐磨性,還具有Cu的可塑性以及優良的導電導熱性。鎢射流具備較高的頭部速度,在侵徹裝甲時能有效縮短貫穿時間,從而利於對抗反應裝甲。但是其質地較脆,粉末粘結性較差,而延展性好的銅粉加入有助於其成型,並使得射流穩定性提高、不易斷裂。

但是,採用傳統粉末冶金方法所製備的鎢銅合金材料,由於金屬粉末流動性較大,在機械化填料、壓制成型等過程中需控制的隨機因素有許多,所形成的晶粒較為粗大、組織均勻性較差、密度分佈難以控制、穿深波動較大,緻密度無法達到相關武器裝備的需求。另外,鎢銅複合藥型罩對裝藥的炸高十分敏感,在大炸高下破甲深度迅速下降,最理想的炸高為3倍口徑尺寸。這也是複合藥型罩存在的共性,即在小炸高條件下其破甲深度可比純銅藥型罩提高30 %左右,但在大炸高下性能迅速惡化,不能獲得延性射流。為此,相關研究人員提出了一種採用噴霧熱分解制粉-球磨濕混-液相燒結法製備細晶粒鎢銅合金藥型罩的新型工藝。其中噴霧熱分解制粉所析出的納米級鎢相近似於球形,且均勻分佈在Cu基上,改善了二者的活性;球磨濕混可減少粉末氧化,防止金屬顆粒聚集長大;液相燒結則使材料緻密化程度更高,均勻程度更好。

鎢銅藥型罩

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鉭鎢青銅

氧化鎢是一個被廣泛研究的過渡金屬氧化物,因為它具有獨特的性質可望在電變色器件、感測器、分離材料等方面得到應用,被人們廣泛關注。近年來,一維過渡金屬氧化物納米材料具有特殊的光學、磁學和電子學特性,越來越受到人們的關注,而將過渡金屬離子引入材料骨架結構中,改變材料的微觀結構或表面屬性,使其性能更優是目前對材料進行改性研究的熱點。鎢青銅氧化鎢中的W 離子易變價態,當將過渡金屬引入晶體結構中,W的價態發生變化,在W6+,W5+和W4+的相互轉換過程中,會出現晶格內形成不穩定的氧空位,材料表面產生缺陷等現象,將導致氧化鎢表現出特異的物理化學性質,必將有重要的用途。鉭屬於過渡金屬本身可作為電極材料,且Ta5+離子的半徑較小,活性較大,可以判定鉭摻雜對鎢青銅的電化學性能有較大的影響。

鉭鎢青銅

製備方法
1.稱取2g Na2WO4.2H2O於內襯為聚四氟乙烯的反應釜中,加入二次蒸餾水,磁力攪拌使其溶解;
2.再加入一定量3 mol/L鹽酸溶液,控制整個反應體系pH小於1.5,向上述溶液中加入0.05 mol/L TaCl5溶液和0.5 mol/L NH4(SO4)2,攪拌2 h後密閉反應釜;
3.在170 ℃下水熱處理48 h,將反應產物分別用蒸餾水洗滌至中性,再置於-40℃冷凍乾燥機中冷凍乾燥。

通過水熱法將過渡金屬鉭引入六方相氧化鎢結構中,獲得納米線狀的TaxWO3,樣品均勻性好、純度高。當TaxWO3材料中Ta/W 摩爾比為0.04時達到鉭摻雜氧化鎢的固溶限值。以低價態、大半徑的鉭離子摻雜進入氧化鎢的結構,對其晶胞參數產生影響,晶格發生畸變,材料表面氧空位比例增大,電子躍遷的能隙降低,材料的光催化性能明顯提高。且TaxWO3在酸性條件對H+的還原能力比較穩定,可望在燃料電池領域有潛在的應用。

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