钴钼催化剂英文解释翻译、钴钼催化剂的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【建】 cobalt-molybdate catalyst
分词翻译:
钴的英语翻译:
cobalt
【医】 Co; cobalt
钼的英语翻译:
molybdenum
【化】 molybdenum
【医】 Mo; molybd-; molybdenum; molybdo-
催化剂的英语翻译:
activator; catalyzer
【计】 catalyst
【化】 catalyst; catalyzator; catalyzer
【医】 accelerant; catalyst; catalytic agent; catalyzator; catalyzer
contact substance
专业解析
钴钼催化剂(Cobalt-Molybdenum Catalyst)是一种广泛应用于石油化工领域,特别是加氢脱硫(Hydrodesulfurization, HDS)工艺中的多相催化剂。其主要功能是在高温高压条件下,催化去除石油馏分(如石脑油、柴油)中含硫化合物(如噻吩、苯并噻吩)中的硫原子,生成硫化氢(H₂S)和相应的烃类,从而降低燃料硫含量,满足环保标准。
1.基本组成与结构
- 活性组分: 通常以氧化态(如氧化钴 CoO、氧化钼 MoO₃)的形式负载在高比表面积的载体(最常用的是 γ-氧化铝 γ-Al₂O₃)上,形成CoMo/Al₂O₃ 结构。在使用前,催化剂需经过预硫化处理,将氧化态的钴和钼转化为具有高活性的硫化态物种(如 Co₉S₈ 和 MoS₂)。
- 活性相: 硫化态的活性相被认为是"Co-Mo-S" 相。其中,片状的二硫化钼(MoS₂)纳米晶体是基础,钴原子(Co)则位于 MoS₂ 晶片的边缘位置,起到关键的促进作用。这种结构被称为"装饰模型" (Decoration Model) 。钴的加入显著提高了纯 MoS₂ 的 HDS 活性。
- 协同效应: 钴和钼之间存在显著的协同效应 (Synergistic Effect)。钴能促进 MoS₂ 的分散,增加活性位点数量(边缘位点),并改变其电子性质,使得 MoS₂ 边缘的硫原子更容易被移除形成硫空位(活性中心),从而极大提升催化剂的脱硫活性和选择性 。
2.核心功能与作用机制
- 加氢脱硫 (HDS): 这是钴钼催化剂最主要的应用。其作用机制通常涉及以下步骤:
1.含硫有机物(如硫醇 R-SH、噻吩 C₄H₄S)吸附在催化剂活性位点(MoS₂ 边缘的硫空位或 Co-Mo-S 位点)上。
2.在活性位点上发生 C-S 键的断裂(氢解)和/或硫杂环的加氢饱和,最终生成烃类产物(如 R-H、C₄H₁₀)和 H₂S。
3.H₂S 从催化剂表面脱附。
- 其他反应: 钴钼催化剂也具有一定的加氢(Hydrogenation)、加氢脱氮(Hydrodenitrogenation, HDN)和加氢脱氧(Hydrodeoxygenation, HDO)活性,但其脱硫选择性通常优于脱氮和脱氧。
3.主要应用领域
1.**石脑油加氢处理:** 为下游催化重整装置提供低硫原料,保护重整催化剂。
2.**中间馏分油(柴油、煤油)加氢脱硫:** 生产超低硫柴油(ULSD, S<10ppm),满足日益严格的环保法规(如欧VI、国VI标准)。
3.**渣油加氢处理:** 在更苛刻条件下处理重质原料,脱硫、脱金属并转化残炭。
- 煤化工与生物质转化: 在煤液化、生物油提质等过程中用于加氢脱氧、脱硫等反应。
权威参考文献
- Topsoe, H., Clausen, B. S., & Massoth, F. E. (1996). Hydrotreating Catalysis. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. (经典专著,详细阐述了 Co-Mo-S 相模型和 HDS 机理)
- Prins, R. (2001). Catalytic hydrodenitrogenation. Advances in Catalysis, 46, 399-464. (虽然主题是HDN,但对过渡金属硫化物催化剂,包括CoMo,有深入讨论)
- Eijsbouts, S., Mayo, S. W., & Fujita, K. (2007). Unsupported transition metal sulfide catalysts: From fundamentals to industrial application. Applied Catalysis A: General, 322, 58-66. (综述文章,涵盖CoMo等催化剂的基础与应用)
- Stanislaus, A., Marafi, A., & Rana, M. S. (2010). Recent advances in the science and technology of ultra low sulfur diesel (ULSD) production. Catalysis Today, 153(1-2), 1-68. (全面介绍ULSD生产技术,包括CoMo催化剂的关键作用)
- 中国石化石油化工科学研究院. 加氢精制催化剂技术. (国内权威研究机构在工业催化剂开发与应用方面的实践总结)
网络扩展解释
钴钼催化剂是一种以钴(Co)和钼(Mo)为活性组分、以γ-氧化铝(γ-Al₂O₃)为载体的加氢催化剂,主要应用于石油化工和合成氨工业中。以下从五个方面综合解释:
1.定义与组成
钴钼催化剂的活性成分为钴和钼的化合物(如硫化物或氧化物),载体为γ-Al₂O₃,外观呈天蓝色,具有高比表面积(>200 m²/g)和低堆积密度(0.5~0.7 g/ml)。其制备方法通常涉及钼酸铵溶液浸渍载体后引入钴组分。
2.应用领域
- 石油加氢脱硫:在裂解汽油馏分加氢过程中,作为二段催化剂,将单烯烃完全氢化,并将硫、氧、氮等有机化合物转化为H₂S、H₂O和NH₃,以提取高纯度芳烃。
- 合成氨工艺:用于耐硫变换反应,处理含硫粗煤气,适应性强且活性高。
3.作用机理
通过钴钼活性位点促进氢解反应,使有机硫(如噻吩)在氢气氛围下分解为H₂S,同时抑制芳烃加氢以减少氢耗。其耐硫特性源于硫化态的钴钼组分稳定性。
4.再生与处理
催化剂使用后可能因结碳导致活性下降,需通过烧碳再生:通入含氧0.2%~0.4%的蒸汽,控制温度在350~450℃进行氧化反应,避免超过500℃以免损坏催化剂。再生后需重新硫化以恢复活性。
5.制备技术
新型钴钼催化剂通过优化共浸液稳定性和活化工艺,解决了传统方法中高浓度碱性溶液不稳定及活化放热问题,显著提升了脱硫活性和使用寿命。例如,某国产催化剂在重整预加氢装置中性能优于进口产品。
补充说明
废钴钼催化剂需检测钴含量(如分光光度法)以控制重金属污染。其氧化态遇空气易剧烈放热,需避免暴露于氧气环境。
以上信息综合自权威化工文献和工业案例,具体参数需参考专业资料。
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