氮化物对多级孔ZSM-5沸石和Al2O3负载NiMo催化剂加氢脱硫性能的影响

和法端， 张 磊

(常州大学 石油化工学院，江苏 常州 213164)

随着环境法规日益严格，柴油和汽油中的硫质量分数被要求降至小于10 μg/g的水平，以减少燃油车有害废气排放，降低对空气质量的影响[1]。催化加氢脱硫(HDS)是目前生产超低硫油品的主要技术[2]，该技术的核心是HDS催化剂。因此，改善催化剂的HDS性能至关重要[3]。

柴油馏分中一般含有多种含硫有机化合物，其中，二苯并噻吩及其衍生物由于其空间位阻效应，需要催化剂具有更高的加氢活性才能实现燃油馏分的深度脱硫。此外，柴油馏分中的含氮化合物对催化剂的活性中心产生强吸附，影响催化剂的加氢能力，降低了催化剂的活性[4-6]。柴油馏分中的主要含氮化合物分为两类：碱性的喹啉、吖啶和非碱性的吲哚、咔唑等。通常地，碱性含氮化合物比非碱性含氮化合物更容易造成强吸附而使催化剂活性中心失去活性[7-8]。在HDS过程中，同时进行加氢脱氮(HDN)反应，脱除含氮化合物中的N原子。研究表明，HDS途径可以分为：直接脱硫(DDS)和预加氢脱硫(HYD)2种途径。与含硫化合物中的C—S共价键相比，含氮化合物中的C—N共价键更为复杂，只能通过苯环加氢途径才能进一步脱除。Eijsbouts等[9]报道了HDN和HDS的氢消耗量，在以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物的HDS研究中，脱除DBT中每个S原子需要消耗4个H原子，而从喹啉中去除1个N原子则需要8～14个H原子。所以HDN在反应动力学上比HDS更加困难，且需要消耗更多的H原子。因此，HDN与HDS产生竞争关系，对HDS造成不利影响。

对于HDS催化剂来说，载体的性质影响催化剂的性能。……