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耐硫Mo基催化剂硫化反应条件的热力学研究

2016-09-21王真真韩文锋刘化章

化工生产与技术 2016年2期
关键词:催化剂体系影响

王真真,韩文锋,刘化章

(浙江工业大学工业催化研究所,杭州 310014)

耐硫Mo基催化剂硫化反应条件的热力学研究

王真真,韩文锋*,刘化章

(浙江工业大学工业催化研究所,杭州 310014)

采用吉布斯自由能最小化法计算并研究了反应物组成和反应温度对主催化剂MoO3和助催化剂CeO2硫化反应平衡组成的影响。结果表明,从热力学角度,合适的硫化反应条件是n(H2S)/n(MoO3)为2、n(H2)/n(H2S)为0.5、硫化温度为400℃,硫化温度过高会生成MoS3、MoO2等副产物;同时,在MoO3的硫化过程中,不可避免地会有少部分CeO2被硫化生成Ce2O2S。

耐硫Mo基催化剂;热力学;MoO3;CeO2;硫化

近年来,以石油和煤为主的不可再生化石能源的高效清洁利用越来越受到重视[1]。加氢技术是生产清洁油品的有效手段之一,而其中加氢催化剂是加氢技术的关键[8]。但反应体系中往往含有硫,容易造成催化剂硫中毒失活。硫化物催化剂由于其具有较好的耐硫性能,被广泛应用在石油化工和煤化工工业中,如加氢脱硫和加氢脱氮反应、水蒸汽变换反应、F-T合成以及甲烷化等反应[3-7]。钼基耐硫加氢催化剂催化活性组分为MoS2,具有硫化物催化剂的耐硫性能,并且展示出较好的活性和稳定性,得到广泛研究[8]。

钼基加氢催化剂的制备多采用浸渍法,即将(NH4)6Mo7O24溶液浸渍到Al2O3或CeO2-Al2O3载体中,然后经高温焙烧分解为MoO3,通过硫化剂(工业上一般为H2S、H2气体)对MoO3进行硫化生成MoS2。但在硫化过程中,当添加助催化剂CeO2时,CeO2可能会发生硫化反应生成Ce2O2S,对主催化剂MoO3的硫化产生影响,从而影响催化剂的性能。因此基于热力学计算,研究反应物组成及反应温度对MoO3和CeO2硫化反应体系中固相平衡组成的影响,以期确定适宜的硫化反应条件。……

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