低溫鎳基Claus尾氣加氫脫硫催化劑水中毒改性研究.pdf

1、近年來,能源、環(huán)境問題越來越受到重視,Claus尾氣低溫加氫脫硫技術(shù)因此也成為研究的熱點(diǎn)。本課題在前期Ni基催化劑用于Claus尾氣低溫加氫脫硫研究的基礎(chǔ)上,探討了其水中毒的機(jī)理,并通過元素?fù)诫s和載體改性改善催化劑的活性組分及其與載體間的相互作用。上述研究的主要成果如下:
　　1.水蒸氣對(duì)Ni/γ-Al2O3催化劑的加氫脫硫活性具有很強(qiáng)的抑制作用,這種作用具有一定的可逆性。通過XRD物相分析和IR分析表明,H2O在催化劑表面有較強(qiáng)

2、的吸附作用,并與載體形成AlO(OH),不僅阻礙了反應(yīng)物在催化劑表面的吸附和擴(kuò)散,而且引起催化劑表面吸附能降低,從而使催化劑活性降低。
　　2.在不含水蒸汽條件下,摻雜的Ni-Fe-Al和Ni-Cu-Al會(huì)降低催化劑的活性;但在含30％水蒸汽的條件下,摻雜的Ni-Fe-Al與Ni-Cu-Al的活性反而要比未摻雜的Ni/γ-Al2O3催化的活性高。特別是抗水性強(qiáng)的Ni-Fe-Al-4在240℃時(shí)催化SO2加氫轉(zhuǎn)化率可達(dá)100％,而N

3、i-Cu-Al-4在240℃時(shí)催化SO2加氫轉(zhuǎn)化率可達(dá)92.3％,摻雜Fe的催化劑活性高于摻雜Cu的催化劑活性。
　　3.在有無水蒸汽存在條件下,Co、Mo的摻雜都可提高催化劑對(duì)SO2的加氫活性,但Co的摻雜只有在Mo摻雜量較高時(shí)才能顯著起作用。在無水蒸汽存在條件下,Co-Mo-5在190℃下催化SO2加氫反應(yīng)可以使SO2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)100％;在含30％水蒸汽條件下,Co-Mo-4在220℃時(shí)催化SO2加氫轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100％,2

4、10℃時(shí)催化SO2加氫轉(zhuǎn)化率可達(dá)96.8％。
　　4.用Mg對(duì)Ni/γ-Al2O3催化劑進(jìn)行載體改性可有效提高催化劑的抗水性能,當(dāng)Ni:Al:Mg為某一比值時(shí),催化劑有水條件下S02完全轉(zhuǎn)化為H2S的最低溫度可達(dá)220℃。MgO可有效提高催化劑抗水性能;
　　5.經(jīng)TiO2包覆改性的Ni基催化劑在190℃無水條件下,可以使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％;在有水條件下,經(jīng)TiO2包覆改性的Ni基催化劑在220℃時(shí)可以使S02轉(zhuǎn)化率