鎳基Claus尾氣加氫脫硫催化劑改性研究.pdf

1、石油煉制、天然氣凈化和其他工業(yè)尾氣通常含有大量的H2S氣體，目前對(duì)其進(jìn)行處理的主要技術(shù)是Claus法。Claus尾氣中仍然含有多種硫化物，如不經(jīng)過處理直接排放，達(dá)不到國(guó)家環(huán)保要求。SCOT還原吸收工藝是目前應(yīng)用最多的Claus尾氣處理工藝，其加氫催化劑一般為CoMo/γ—Al2O3，但近年來研究表明Fe、Ni等新型催化劑具有更好的低溫活性。 本文在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了Ni基催化劑的加氫機(jī)理和水蒸氣中毒原因，通過載

2、體改性、元素?fù)诫s等方法改善催化活性相的性質(zhì)及其與載體的相互作用，并通過XRD、XPS、H2—TPR、BET等表征方法對(duì)這些催化劑的結(jié)構(gòu)及其催化性能（在無水和有水條件下）的關(guān)系進(jìn)行了解釋。 通過上述實(shí)驗(yàn)，本文得到以下結(jié)論： 1、引入少量水蒸氣（含量小于10％）對(duì)Ni/Al2O3催化劑的活性影響不大，隨著水蒸氣含量的增加催化劑活性下降，但撤去水蒸氣后其活性可以恢復(fù)。其主要原因是吸附在催化劑表面的H2O與SO2可反應(yīng)形成亞硫酸鹽物種覆

3、蓋在催化劑表面，使催化劑活性降低。原位狀態(tài)下，撤去水蒸氣后，這種不穩(wěn)定的亞硫酸鹽物種可以分解，重新釋放出硫空位。 2、在不含水蒸氣的條件下，摻雜Mo的Ni/Al2O3催化劑對(duì)SO2加氫反應(yīng)的催化活性在低溫下比未摻雜的Ni基催化劑高，其中NiAlMo—3（Mo/Ni=0.1）活性最好。W的加入反而降低了Ni/Al2O3催化劑的低溫活性，并隨著W摻量的增加活性越低。在含30％水蒸氣的條件下，MoNi/Al2O3活性要比Ni/Al2O3催化劑

4、大大提高，抗水性最好的NiAlMo—3在220℃仍可保持93.1％的產(chǎn)率。進(jìn)一步表征說明，Mo的加入可以有效抑制反應(yīng)過程中形成對(duì)催化劑有毒害作用的亞硫酸鎳。 3、La摻雜的Ni/Al2O3催化劑中La進(jìn)入活性相NiO的晶格，提高了催化劑的吸氫量，但加入過量的La會(huì)導(dǎo)致硫化相減少?gòu)亩档痛呋瘎┑募託浠钚?。摻雜的Ce并未進(jìn)入活性相晶格，加入Ce反而造成催化劑活性的降低。在含30％水蒸氣的條件下，La有助于抗水性的提高，但Ce無此效果。 4、