文档介绍：加氢脱硫催化剂
化工1101班第五组
组员:董超、肖凡、吴麒麟、
李豪、朱兆斌、刘焕
加氢脱硫(HDS)技术
主要指在炼油过程中,通过加氢转化脱硫,使原料中的有机硫化物发生氢解,转化为易于脱除的H2S,以便进一步除去。
通过加氢转化,可以保护下游催化剂不受毒害,还可以提高产品质量。
类似的,还有HDN,HDM。
HDS催化剂
HDS催化剂的活性组分一般是过渡金属元素如 Mo、Co、Ni 、Pt 和 Pd 等及其化合物。这些金属元素都具有未充满的 d 电子轨道,且具有体心或面心立方晶格或六方晶格,无论是从电子特性还是几何特性上均具备作为活性组分的条件。由于这些金属元素间存在协同效应,几乎所有的加氢催化剂都由二元或多元活性组分组合而成。最常用的加氢催化剂金属组分的最佳搭配为 Co-Mo 、Ni-Mo 、Ni-W 。
加氢脱硫反应例子
加氢脱硫的反应机理
噻吩类化合物是石油中最不活泼的含硫化合物,所以在加氢脱硫过程中常选用易得的噻吩做为模型化合物进行研究,其反应网络如下:
从反应动力学和催化剂的结果认为吸附中间物包括氢、H2S和含硫化合物,并且后两者占据阴离子空位。因此反应至少经过三个基元表面反应步骤:
H2 2Had
C4H4S + □s + 2Had + 2e C4H6 + S2-
S2- + 2Had H2S + □s + 2e
同时假定吸附的氢是通过还原吸附形成的:
Co2+ + H2 + 2S2- Co + 2HS-
或 2Co2+ + H2 + 2S2- 2Co+ + 2HS-
2Mo3+ 2Mo4+ + 2e
即吸附的氢以吸附态的HS- 形式出现的。而电子给予可以描述成下面的反应:
从上面的观点,设想加氢脱硫反应由两个独立的氧化还原步骤组成,其中一个提供H原子,而另一个给予电子。噻吩分子被吸附在硫阴离子空位上,并分别从Mo3+离子和HS- 基团接受电子和质子,从而发生从Co到Mo4+的电子转移
噻吩在硫化态的Co – Mo /γ– Al2O3催化剂上的加氢脱硫反应机理
加氢脱硫催化剂
加氢脱硫催化剂制备过程大多是将金属组分直接浸渍于γ- Al203 载体上,然后进行干燥、焙烧即得氧化态的催化剂。使用时需先进行预硫化将其转化为硫化态才具有较高的催化活性。由于负载型催化剂中的载体没有活性或活性很低且载体所占比例很大,从而导致负载型催化剂的催化活性不是很高。
HDS催化剂活性的提高
载体
助剂与鳌合剂