论文摘要
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0.02mg/m3,但甲烷化含量却上升至0.87%。