焦炉煤气加氢脱硫FeMo催化剂的研究

摘要

焦炉煤气中含有大量的H2、CH4，脱硫是其资源化利用的关键技术。目前焦炉煤气中有机硫的脱除多采用FeMo/Al2O3加氢催化剂，但其脱硫效率不高。本文在考察FeMo/Al2O3催化剂的基础上，通过催化剂制备方法的筛选，选择第一过渡金属系元素掺杂和不同改性载体以改善催化剂的性能。其主要研究内容如下：
　　 1.首先以混捏法工艺考察了Fe、Mo负载量对FeMo/Al2O3催化剂结构与性能的影响。结果表明，Mo为催化剂的主活性相，Mo在载体上的分散性越高，催化剂性能越好，Fe的加入可以对Mo的催化产生协同促进作用。当Fe/Mo原子摩尔数之比为0.6时，催化剂的活性最高，350℃时噻吩转化率为38.6％。
　　 2.采用优选的最佳Fe、Mo配比，比较了浸渍法、混捏法、共沉淀法不同制备工艺对FeMo/Al2O3催化剂性能的影响。其中分步浸渍法制得的催化剂活性最高，350℃时噻吩转化率达到55.1％。
　　 3.过渡金属掺杂FeMo/γ-Al2O3催化剂中，V、Cr、Cu使催化剂的活性降低，Mn、Zn、Co、Ni可以使催化剂的活性提高。Mn、Zn掺杂使催化剂活性提高的合理解释是促进了H2S吸附脱除，使噻吩加氢反应向正向移动；而Co掺杂使催化剂活性提高的合理解释，一方面是与Mo产生协同作用，另一方面是促进FeS向加氢活性高的FeS2富硫态转变，从而增强了Fe对Mo的协同作用。
　　 4.研究了MgO、SiO2、TiO2改性复合载体催化剂的性能及作用机理，结果表明，MgO改性载体催化剂因碱性的增强及MgMoO4的形成导致催化活性降低，SiO2、TiO2改性使载体表面酸性位增多，提高了Mo的表面分散性，促进了FeS2相的生成，使催化剂的活性提高。
　　 5.模拟焦炉煤气中催化剂性能评价结果显示，分步浸渍法制备的Fe-CoMo/TiO2-Al2O3催化剂在350℃时有机硫转化率大于99.9％，反应后气体中噻吩含量小于0.02 mg/m3，但甲烷化含量却上升至0.87％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1焦炉煤气资源及利用

1.2焦炉煤气脱硫技术及研究

1.3本课题的任务

第2章FeMo／Al2O3催化剂的制备与性能

2.1催化剂的制备

2.2催化剂的性能评价与测试

2.3 Fe、Mo负载量对催化剂性能的影响

2.4制备方法对催化剂性能的影响

2.5 FeMo／Al2O3催化剂的HDS机理探讨

2.6本章小结

第3章FeMo／Al2O3催化剂的掺杂改性

3.1催化剂的制备

3.2催化剂的性能评价与测试

3.3 FeMo／Al2O3掺杂改性催化剂的性能比较

3.4 Co掺杂催化剂的活性相结构表征

3.5本章小结

第4章FeMo／不同复合载体催化剂的改性

4.1催化剂的制备

4.2催化剂的性能评价与测试

4.3不同改性载体及催化剂的性能与结构表征

4.4模拟焦炉煤气中催化剂的性能

4.5本章小结

第5章结论及创新点

致谢

参考文献

硕士研究生阶段发表的论文及申请专利