新型低溫Claus尾氣加氫脫硫催化劑的研究.pdf

1、利用Claus工藝從工業(yè)廢氣(如石油煉制、天然氣凈化及焦化等)中回收硫磺已得到廣泛的應(yīng)用。Claus反應(yīng)受熱力學(xué)及工藝條件的限制，硫磺回收率一般不超過(guò)97％，因此其尾氣需要經(jīng)過(guò)處理才能排放。其處理方法之一是將Claus尾氣中的SO<,2>經(jīng)過(guò)催化加氫還原為H<,2>S后再通至Claus裝置循環(huán)利用。目前，其采用的加氫催化劑一般為CoMo/γ-Al<,2>O<,3>，這種催化劑的使用溫度較高(260～320℃)、價(jià)格也較貴，因此尋找活性更

2、高以及更為廉價(jià)的Claus尾氣加氫催化劑逐漸受到重視。 本文首先以γ-Al<,2>O<,3>為載體，考察了一系列常見(jiàn)的具有加氫活性的過(guò)渡金屬元素及其負(fù)載量對(duì)SO<,2>加氫生成H<,2>S的催化活性，并通過(guò)H<,2>-TG和XRD等表征手段對(duì)這些催化劑的活性差異進(jìn)行了解釋；然后對(duì)摻雜的Ni基催化劑在預(yù)硫化前、催化反應(yīng)前后的物相進(jìn)行研究；考察了Ni/Al比和焙燒溫度對(duì)其活性和催化劑中NiO存在狀態(tài)的影響。 通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)

3、，本文得到以下結(jié)論： (1)一系列負(fù)載于γ-Al<,2>O<,3>載體上的過(guò)渡金屬催化劑的催化活性按大小可以分為四組：Ni、Co、Fe>Mo、W、Cu>Cr>Zn、Mn。Ni催化劑在反應(yīng)后具有更多高活性的富硫活性相，因此相對(duì)于Co、Fe催化劑具有更高活性。 (2)浸漬法制備的A-NiX/γ-Al<,2>O<,3>催化劑在WHSV=6000ml.h<'-1>、g<'-1>、SO<,2>濃度=0.5Vol.％、H<,2>

4、/SO<,2>=6的反應(yīng)條件下，將SO<,2>完全轉(zhuǎn)化為H<,2>S的最低溫度為260℃，活性高于某商品CoMo/γ-Al<,2>O<,3>催化劑；同時(shí)在10％H<,2>S+N<,2>氣氛、400℃的條件下預(yù)硫化更有利于提高其活性。 (3)Ni基催化劑的活性相隨著反應(yīng)溫度和反應(yīng)氣氛的變化而變化。在240℃以上進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，Ni基催化劑的主要活性相為NiS<,2>和NiS的混合相，隨著溫度的降低，NiS轉(zhuǎn)化為NiS<,2>，到24