V2O5/Ce-Lap和M3AlO催化剂上H2S选择性催化氧化反应过程的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asfdasdfasd
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针对石油流化催化裂化烟气中H2S的去除,选择性催化氧化是最为经济、高效的技术之一。本文采用不同方法,分别合成了不同负载量的V2O5/Ce-Lap以及水滑石衍生复合氧化物Mg3AlO催化材料,采用XRD,N2吸脱附,H2-TPR,FT-IR,XPS等技术表征了催化材料的组成、结构和性质,使用固定床反应装置考察了材料的催化活性,选择性和稳定性,并研究了相关反应机理和失活再生。得到的主要结果和规律性认识如下:   1.采用浸渍法在柱撑黏土材料Ce-Lap担载V2O5,得到系列不同负载量的V2O5/Ce-Lap材料。将其作为H2S选择氧化反应的催化剂,负载量为5%时,材料取得了最好的催化活性和选择性,在180℃时,H2S转化率和总硫收率均达到最高约98%左右,160℃至200℃范围内,H2S转化率和总硫收率均能保持在96%以上。反应机理为V2O5的氧化还原机理,负载的V2O5与CeO2之间的相互作用提高了催化剂的氧化还原性能,其中CeO2提供可移动的氧物种促进了钒的氧化还原,从而降低了反应温度,并得到较高的H2S转化率和选择性。催化剂的失活源于V5+向V4+的转化、单质硫在催化剂表面的覆盖和硫酸盐物种的生成,其中V5+向V4+的转化是最主要的失活因素,可以通过氧化再生手段使其恢复活性。   2.采用共沉淀法制备水滑石材料Mg3Al-HT,焙烧后得到衍生复合氧化物Mg3AlO,探索了其在H2S选择氧化反应中的催化性能。与经典氧化物催化剂Fe2O3相比,反应初期H2S转化率稍有降低,但其选择性和长期使用稳定性较好,250℃温度下使用3700min后,仍可保持90%的催化转化率和80%的选择性。Mg3AlO催化剂的失活原因:一是反应所生成的单质硫堵塞部分孔道造成孔率减少,二是硫酸盐物种的生成。
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