利用Claus工艺从工业废气(如石油炼制、天然气净化及焦化等)中回收硫磺已得到广泛的应用。Claus反应受热力学及工艺条件的限制，硫磺回收率一般不超过97％，因此其尾气需要经过处理才能排放。其处理方法之一是将Claus尾气中的SO<,2>经过催化加氢还原为H<,2>S后再通至Claus装置循环利用。目前，其采用的加氢催化剂一般为CoMo/γ-Al<,2>O<,3>，这种催化剂的使用温度较高(260～320℃)、价格也较贵，因此寻找活性更高以及更为廉价的Claus尾气加氢催化剂逐渐受到重视。 本文首先以γ-Al<,2>O<,3>为载体，考察了一系列常见的具有加氢活性的过渡金属元素及其负载量对SO<,2>加氢生成H<,2>S的催化活性，并通过H<,2>-TG和XRD等表征手段对这些催化剂的活性差异进行了解释；然后对掺杂的Ni基催化剂在预硫化前、催化反应前后的物相进行研究；考察了Ni/Al比和焙烧温度对其活性和催化剂中NiO存在状态的影响。 通过上述实验，本文得到以下结论： (1)一系列负载于γ-Al<,2>O<,3>载体上的过渡金属催化剂的催化活性按大小可以分为四组：Ni、Co、Fe>Mo、W、Cu>Cr>Zn、Mn。Ni催化剂在反应后具有更多高活性的富硫活性相，因此相对于Co、Fe催化剂具有更高活性。 (2)浸渍法制备的A-NiX/γ-Al<,2>O<,3>催化剂在WHSV=6000ml.h<'-1>、g<'-1>、SO<,2>浓度=0.5Vol.％、H<,2>/SO<,2>=6的反应条件下，将SO<,2>完全转化为H<,2>S的最低温度为260℃，活性高于某商品CoMo/γ-Al<,2>O<,3>催化剂；同时在10％H<,2>S+N<,2>气氛、400℃的条件下预硫化更有利于提高其活性。 (3)Ni基催化剂的活性相随着反应温度和反应气氛的变化而变化。在240℃以上进行反应时，Ni基催化剂的主要活性相为NiS<,2>和NiS的混合相，随着温度的降低，NiS转化为NiS<,2>，到240℃时通过XRD表征只能检测到NiS<,2>。 (4)制备的掺杂A-NiO-A1<,2>O<,3>催化剂，Ni物种得到较好的分散，因此具有很高的催化活性，其将SO<,2>完全转化为H<,2>S的最低温度为220℃。 (5)在SO<,2>加氢反应中通入30％水蒸气后，Ni基催化剂活性有所降低，但停止通水后，催化剂活性能够恢复；经过150h不间断反应，催化剂的活性未见衰退。
- 作 者：
- 方伟
- 学科专业：
- 应用化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 武汉理工大学
- 导师姓名：
- 雷家珩
- 学位年度：
- 2007
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
