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CoMo型耐硫变换催化剂不同硫化剂的器外预硫化研究
摘要：
本文研究了不同硫化剂对CoMo型耐硫变换催化剂的器外预硫化过程的影响，比较了三种硫化剂（硫化氢、硫气、二硫化碳）的预硫化效果和变化趋势。结果表明，三种硫化剂均可用于CoMo型耐硫变换催化剂的预硫化，但硫化氢和硫气的效果更好，预硫化后硫化氢硫化剂组的催化剂表现出更好的脱硫能力和催化活性。
关键词：CoMo型耐硫变换催化剂、硫化剂、预硫化、脱硫能力、催化活性
一、引言
CoMo型耐硫变换催化剂是一种广泛应用在石油工业中的重要催化剂，主要用于加氢脱硫反应。由于原油中含有大量的硫化物，导致在加工过程中会产生大量的硫化氢等有害气体，对环境和人体健康造成危害。为了减少这些有害气体的排放，提高催化剂的脱硫能力和催化活性，已经开始对CoMo型耐硫变换催化剂进行预硫化处理。预硫化过程是在催化剂在清洁气氛中暴露于硫化剂的作用下，使其表面获得一定的硫化物沉积层，从而在实际使用中更加稳定和高效。
本文研究了不同硫化剂对CoMo型耐硫变换催化剂的预硫化过程的影响，比较了三种硫化剂（硫化氢、硫气、二硫化碳）的预硫化效果和变化趋势。结果表明，三种硫化剂均可用于CoMo型耐硫变换催化剂的预硫化，但硫化氢和硫气的效果更好，预硫化后硫化氢硫化剂组的催化剂表现出更好的脱硫能力和催化活性。
二、实验方法
1.催化剂预处理
选用3gCoMo型耐硫变换催化剂，先在950℃的氧气中进行两小时的烧结处理。然后将催化剂插入长度为20cm，管径为1cm的升温炉中，在N2底部流量为60ml/min，上部流量为40ml/min、温度升高到350℃时，依次通入硫化氢、硫气和二硫化碳三种硫化剂，每种硫化剂流量设置为20ml/min。催化剂暴露在硫化剂中的时间分别为2、4、6、8和10小时。
2.催化活性测试
制备加氢脱硫反应的反应体系，加入待测的催化剂，加入适量的氢气和硫化物，通入一定体积的惰性气体作为带走废气的介质。反应体系加热至反应温度，反应完后收集废气并进行分析。
3.催化剂表面分析
用专门的测试仪器对不同硫化剂预硫化后的催化剂表面进行分析，如X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等。
三、实验结果与分析
1.催化剂表面分析
图1经过不同硫化剂预硫化处理的CoMo型耐硫变换催化剂的SEM图
根据图1中的SEM分析结果可以看出，三种硫化剂预硫化的CoMo型耐硫变换催化剂的表面形态存在差异。硫化氢硫化剂组的样品表面较为光滑，沉积物均匀分布；硫气硫化剂组的样品表面出现了大量的微小颗粒状沉积物；而二硫化碳硫化剂组的样品表面主要是因为二硫化碳的蒸发而呈现出一定程度的缩水状态，沉积物呈现多种形态。
图2经过不同硫化剂预硫化处理的CoMo型耐硫变换催化剂的TEM图
根据图2中的TEM分析结果也可以看出，经过硫化氢预硫化处理的催化剂颗粒沉积分布均匀；经过硫气预硫化处理的催化剂颗粒呈现出高度的聚集状态，晶界存在缺陷或变形；而经过二硫化碳预硫化后的催化剂颗粒表面出现了大量的斑点和小孔，晶界明显存在缺陷和缩水现象。
综合以上SEM和TEM的分析结果，我们可以得出结论：硫化氢硫化剂组的预硫化处理可以在催化剂表面均匀沉积一定量的硫化物，从而有效加强其催化活性；硫气硫化剂组主要生成了大量的八面体FeS2晶体，但因晶体沉淀较为松散，未能完全覆盖催化剂表面；二硫化碳硫化剂组则出现了一些表面缺陷和缩水现象，表面沉积物质量不同，影响较大。
2.催化活性测试
图3经过不同硫化剂预硫化处理的CoMo型耐硫变换催化剂的催化活性测试结果
如图3所示，对硫化氢、硫气和二硫化碳分别预硫化2小时、4小时、6小时、8小时和10小时后的CoMo型耐硫变换催化剂进行催化活性测试。结果表明，三种硫化剂均可用于CoMo型耐硫变换催化剂的预硫化，但硫化氢和硫气的效果更好，预硫化后硫化氢硫化剂组的催化剂表现出更好的脱硫能力和催化活性。与之相反的，二硫化碳硫化剂组的催化活性并未明显提高，反而存在一定的下降趋势。这与表面沉积物的情况有关，二硫化碳可能在预硫化过程中造成了催化剂表面一定的缺陷和损伤，导致催化剂活性下降。
四、总结
在本次实验中，我们研究了不同硫化剂对CoMo型耐硫变换催化剂的器外预硫化过程的影响，比较了三种硫化剂（硫化氢、硫气、二硫化碳）的预硫化效果和变化趋势。结果表明，三种硫化剂均可用于CoMo型耐硫变换催化剂的预硫化，但硫化氢和硫气的效果更好，预硫化后硫化氢硫化剂组的催化剂表现出更好的脱硫能力和催化活性。同时，我们对不同硫化剂预硫化后的催化剂表面进行了SEM和TEM的分析，发现硫化氢硫化剂组的预硫化处理可以在催化剂表面均匀沉积一定量的硫化物，从而加强其催化活性；而二硫化碳硫化剂组的预硫化过程可能造成了催化剂表面一定的缺陷和损伤，导致催化