基于Mo基分散催化剂的真空瓦斯油浆相加氢处理：半间歇与连续反应器性能对比研究

为解决重质油加工中催化剂易失活和反应效率低下的问题，研究人员采用油溶性Mo-octoate前驱体，在半间歇和连续浆态反应器中开展VGO（Vacuum Gas Oil）浆相加氢处理研究。结果表明，MoS2纳米颗粒在300–350°C快速硫化形成，催化驱动HDS（Hydrodesulfurization）反应，而裂化反应遵循自由基机制。Mo浓度≤2000 wppm时抑制裂化，>2000 wppm则通过C-C键氢解促进裂化。连续运行60小时无操作问题，液体收率>98 wt.%，为生物质油升级提供了技术参考。

　　

在能源需求持续增长和原油品质下降的背景下，重质油的高效转化成为炼油行业的核心挑战。传统固定床加氢技术面临催化剂堵塞、结焦等问题，而浆态床加氢裂化因其优异的原料适应性和产物选择性备受关注。然而，分散催化剂的活性调控、反应机制解析以及工业化放大等问题仍需深入探索。

希腊的研究团队在《Fuel Processing Technology》发表论文，系统研究了Mo基分散催化剂在真空瓦斯油（VGO）浆相加氢处理中的应用。研究通过热重-质谱联用（TG-MS）、X射线衍射（XRD）和高分辨透射电镜（HR-TEM）等技术，揭示了Mo-octoate前驱体的热分解行为及MoS₂纳米颗粒的形貌特征；结合半间歇和连续浆态反应器实验，阐明了催化剂浓度（250–6000 wppm Mo）和反应时间（1–6 h）对加氢脱硫（HDS）和裂化性能的影响规律。

3.1. 分散MoS₂纳米催化剂的原位形成机制
TG-MS分析表明，Mo-octoate在100–500°C分解为MoO₂，氧化氛围下反应温度降低约100°C。连续反应器中，LCO（Light Cycle Oil）为载体的实验显示，Mo硫化在300–350°C快速完成，形成六方晶系层状MoS₂（XRD特征峰14.1°、33.1°对应（002）、（100）晶面），TEM显示其层间距为0.53 nm，存在(11^ˉ0)等晶面缺陷。

3.2. 半间歇反应器加氢处理性能
3.2.1. Mo浓度的影响
HDS效率随Mo浓度（0–6000 wppm）提升而增加，2000 wppm时达34%，高温裂化主导的残渣转化率在低Mo浓度下低于热裂解（43% vs. 30%），表明催化剂通过活性氢淬灭自由基抑制裂化；而高浓度（>2000 wppm）时，多层MoS₂可能通过C-C键氢解促进裂化。
3.2.2. 反应时间的影响
4小时后HDS达到平衡（25%），而残渣转化率持续上升至6小时（54.7%），印证裂化为热驱动过程。

3.3. 连续浆态加氢处理验证
60小时连续运行显示，HDS效率从45%升至60%（催化剂积累效应），残渣转化率稳定在30%。反应器内MoS₂积累可能通过增强氢化作用抑制裂化，但需优化以避免工业装置中催化剂回收难题。

该研究明确了MoS₂在浆态加氢中的双重作用机制：低浓度时抑制裂化、高浓度时促进氢解，为生物质油共处理提供了设计依据。连续运行中催化剂的动态积累现象提示需进一步优化反应器设计，以实现催化剂高效回收。Eleni Heracleous团队的工作不仅推动了重质油加工技术的发展，也为绿色炼油工艺开发奠定了科学基础。