鉬基耐硫甲烷化催化劑硫化研究.pdf

1、煤制天然氣是煤炭清潔、高效利用的合理途徑之一,其中合成氣甲烷化是該過程的關(guān)鍵步驟。Mo基催化劑的耐硫性能使得其能用于耐硫甲烷化反應(yīng)。由于Mo基催化劑在耐硫甲烷化反應(yīng)中的活性相為MoS2,因此,研究Mo基催化劑的預(yù)硫化過程,不僅為高活性和穩(wěn)定性催化劑的制備奠定基礎(chǔ),也為煤制天然氣提供技術(shù)支撐。本文在反應(yīng)溫度550℃、壓力3MPa、H2/CO=1:1、20vol.％N2、含H2S量1.2vol.%、空速5000h-1的條件下,對MoO3/A

2、l2O3、CoO-MoO3/Al2O3和MoO3/CeO2-Al2O3三種催化劑經(jīng)不同硫化條件處理后進行了活性評價和表征分析。
　　對MoO3/CeO2-Al2O3催化劑的硫化條件研究發(fā)現(xiàn),影響催化劑的因素主要為硫化壓力和硫化溫度,其中以硫化溫度的影響最明顯。隨著硫化壓力的增加,催化劑的穩(wěn)定性略微變好;隨著硫化溫度的升高,催化劑的活性下降,但穩(wěn)定性明顯改善。
　　MoO3/Al2O3催化劑活性隨硫化溫度的升高而降低。結(jié)果表明

3、,高溫硫化導(dǎo)致催化劑活性降低的主要原因在于催化劑的比表面積下降和催化劑上MoS2的晶型轉(zhuǎn)變。而對CoO-MoO3/Al2O3催化劑來說,其最佳硫化溫度為400℃,結(jié)果表明,在此硫化溫度下催化劑形成最多的CoMoS活性結(jié)構(gòu)。當硫化溫度過低時,部分Co物種未被硫化,導(dǎo)致較少的CoMoS結(jié)構(gòu)的形成;而當硫化溫度過高時,催化劑上的CoMoS結(jié)構(gòu)被過度硫化,導(dǎo)致大量的Co9S8和晶態(tài)MoS2的形成。
　　MoO3/CeO2-Al2O3的催化

4、劑活性隨著硫化溫度的升高而降低。高溫硫化導(dǎo)致其活性下降的原因除了比表面的下降和晶態(tài)MoS2的形成之外,還有催化劑表面上CeO2顆粒的硫化。此外,高溫硫化除去了催化劑表面的不穩(wěn)定CeO2顆粒,因此MoO3/CeO2-Al2O3催化劑經(jīng)高溫硫化后,其穩(wěn)定性明顯改善。
　　分步硫化在除去催化劑表面的不穩(wěn)定CeO2顆粒的前提下較好的保存了更多的表面CeO2顆粒,同時,分步硫化也降低高溫硫化對催化劑的結(jié)構(gòu)的破壞。因此,分步硫化不僅保證了Mo