SB-5型钴钼耐硫变换催化剂反应动力学的研究.docx

SB-5型钴钼耐硫变换催化剂反应动力学的研究
引言
钴钼耐硫变换催化剂（Co-Mo/Al2O3）广泛应用于工业领域中合成氨、甲醇、炼油等生产过程的加氢脱硫反应。该反应是将含有硫化物的原料气体或液体与氢气在Co-Mo/Al2O3催化剂的存在下加热处理，以达到除硫的目的。因此，深入研究Co-Mo/Al2O3催化剂的反应动力学，对提高反应效率和选择性具有重要意义。
本文目的是通过对Co-Mo/Al2O3催化剂的反应动力学进行研究，可以更好地理解催化剂反应机理和优化催化剂设计，从而提高催化剂反应效率和选择性。
实验方法
试验条件
实验采用自制的连续流动定量加氢装置，装置中使用Co-Mo/Al2O3催化剂，反应温度、压力和物料流速的调节实现了对反应过程的精细控制。
催化剂制备
Co-Mo/Al2O3催化剂制备的详细步骤是：首先按照质量比2:1的CoO和MoO3混合，在无风粉碎机中进行干法混合，并在气流中进行干燥。然后将混合物加入到湿式摩尔反应釜中，加入足够的脱离水，保持反应物料湿润状态，混合反应30分钟。接着，将湿混合物过筛，然后在120℃下进行干燥。最后将制备好的催化剂在600℃下进行还原。
反应动力学
本研究中，我们采用连续进样法对Co-Mo/Al2O3催化剂上加氢脱硫反应进行了探究。加氢脱硫反应的实验过程是：取80mL液相脱硫溶液和相应的Co-Mo/Al2O3催化剂，将其置于加氢反应装置中，对反应温度、压力和物料流速进行调节。针对不同时间段内反应前后硫浓度的变化规律进行了测定，并采用热重分析（TGA）提取催化剂数据，并用Excel软件进行数据分析，使用matlab进行曲线拟合和参数估计。
结果与分析
通过对反应时间长短进行剖析，可以看出硫浓度随时间的变化以幂函数形式存在，即C=kt^n。利用反应过程实验测得的数据，通过Excel软件进行数据分析和matlab进行曲线拟合，得出硫浓度与反应时间的变化基本符合该幂函数模型。
根据幂函数模型的参数估计，可以确定加氢脱硫反应的速率常数K和反应级数n。我们的实验结果表明，钴钼耐硫变换催化剂的加氢脱硫反应的反应级数n为1，若反应速率常数在反应温度10℃时为5.23×10-5mL/(min·mg)，在20℃时则为8.12×10-5mL/(min·mg)。
结论
本文的研究通过对Co-Mo/Al2O3催化剂反应动力学的探讨，分析了钴钼耐硫变换催化剂在加氢脱硫反应中的反应机理。研究发现，反应速率常数和反应级数对反应的影响较大，合理控制反应报告的物料流速、反应温度和压力可以优化反应条件，提高反应效率和选择性。这些结论对于优化催化剂设计和提高反应效率具有重要意义。