脱硫催化剂的制备、优点及应用

　　脱硫催化剂是粗苯加氢精制工艺中核心的一环。近年来，脱硫催化剂的研究更注重材料科学与催化剂制造工艺的统一，以此来调整催化剂的活性、酸性、选择性、空隙度以及比表面积和强度等。

脱硫催化剂的制备

　　1、脱硫催化剂的活性组分

　　脱硫催化剂一般以是ⅥB族金属为活性组分，以Ⅷ族为助催化剂，大多数助剂是金属或氧化物，也有非金属如磷氟等。当活性组分与助剂共同存在时能形成协同作用，从而具有更高的催化活性。

　　一般认为W、Mo、Ni、Co等金属以硫化态存在时，才会具有较高的加氢脱硫活性。

　　2、脱硫催化剂助剂的添加效应

　　添加助剂可以通过调节载体表面的性质改善活性组分与载体的作用力，有助于增加催化剂活性相的数量，从而提高催化剂加氢活性和选择性。

　　在实际工业应用中，常常添加助剂磷来改善使用载体的酸性、增大活性组分的分散度、提高活性组分的硫化还原能力，同时，添加助剂还有助于延长催化剂的使用寿命，提高加氢脱硫的活性和选择性等作用。

　　在加氢精制催化剂的制备过程中，除Z为常用的助剂磷外，人们还研究了添加K、Na、Li等碱金属，Mg、Ca、Ba等碱土金属，La、Ge等镧系稀土金属，以及Mn、Fe、Cu等B族金属对催化剂加氢活性和选择性的影响。

　　3、脱硫催化剂的载体材料

　　载体在催化剂中起担载活性组分、提高活性组分和助剂分散度的作用，在一定程度上也参与了某些反应。寻找新的载体材料是目前加氢精制催化剂研究的重要方向。根据所处理的原料不同，要求载体有适宜的孔结构和比表面积，并有利于加氢脱硫和加氢脱氮。加氢催化剂一般用活性氧化铝及硅铝作为载体，用TiO₂作为载体或者Al₂O₃-TiO₂复合载体也成为近年来研究的热门，并已经工业化。

　　通过TiO₂改性后γ-Al₂O₃载体，可有效调节载体表面性质，改变活性组分表面物种的分布和化学状态。其它改性的载体包括引用超稳Y型分子筛改性γ-Al₂O₃载体和用无定型硅铝和含少量稀土分子筛改性的γ-Al₂O₃载体。

脱硫催化剂的优点

　　1、提高脱硫效率

　　使用脱硫催化剂，无需进行设备扩容改造。可以提高二氧化硫气液传质速率，强化对二氧化硫的吸收而提高脱硫率。在气液界面处催化剂能够结合SO₂溶解产生的大量H⁺离子，使H⁺离子从液膜传递到液相主体，浆液pH也不会因SO₂的溶解而下降过快，同时气相阻力减小，促进SO₂吸收。

　　2、节能降耗

　　脱硫装置的入口二氧化硫浓度在设计值范围内的前提下，一是可停运部分吸收塔浆液循环泵，相对降低系统所需液气比，降低脱硫系统厂用电率，从而有效减少脱硫运行费用和脱硫维护检修费用;二是可以节省制浆系统球磨机能耗，有效提高粗颗粒石灰石(250目)的利用率，基本实现与(325目)粒径石灰石相同的脱硫效率。

　　3、减少石灰石用量

　　使用脱硫催化剂，提高脱硫剂的利用率，从而减少其用量，脱硫催化剂可以提高石灰石在液相中的溶解度，强化石灰石溶解。在固液界面处，脱硫催化剂能提供有利于CaCO₃溶解的酸性环境，减小液相阻力，促进石灰石的溶解。

　　4、提高燃煤调整和脱硫运行、备用的灵活性

　　由于SO₂的溶解度和固体CaCO₃的溶解都有限，脱硫催化剂的加入则提供了碱性基团，增强了液膜传质因子，不仅可以促进CaCO₃的溶解和提高其解离速率，减少了液相阻力，浆液pH也不会因SO₂的溶解而下降过快，使用脱硫催化剂时，脱硫系统可在较低pH值下运行，增加主机燃煤调整和脱硫系统运行灵活性和稳定性。

　　5、增加石灰石的分散性，减少设备的结垢

　　催化剂中的活性成份可以提高石灰石的表面活性，增加石灰石的分散性，降低其沉降速度，减少设备的结垢堵塞。

　　6、提高氧化效率，减少亚硫酸根含量，提高真空皮带机脱水效率

　　脱硫催化剂可降低石灰石浆液表面张力，使临界晶核半径减小，强化HSO₃^-的氧化使CaSO₄和CaSO₃易析出石膏，CaSO₄等处于非饱和状态，阻碍了化学硬垢的生成。确保设备长期运行阻碍结垢。

脱硫催化剂的应用

　　1、煤化工行业

　　以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景，但是煤化工行业的生产过程中不可避免的就会产生硫，因此脱硫催化剂在煤化工行业中不可或缺。

　　2、电力行业

　　目前我国的大部分电厂还是采用传统的火力发电，火力发电一般都是采用煤，因此在电力行业中必须要采用脱硫催化剂来改善解决掉发电过程产生的硫。

　　3、石油天然气

　　近年来，我国的石油天然气等化工行业发展速度加快，液化石油天然气在化工生产应用的过程中必须要先进行脱硫处理，因此液化石油天然气脱硫技术的发展与改进正成为我国化工行业生产的关键。

　　未处理过的液化石油天然气中存在许多的杂质，这些杂质中除了含有H₂S和CO₂等酸性成分外，还包含硫醇等有机硫成分，这些硫成分会对石油天然气的提炼产品的加工和生产环境保护工作造成不利的影响。液化石油天然气的脱硫以及对其所含的硫化物的检验成为液化石油天然气生产过程中的重要环节。

　　4、沼气

　　沼气脱硫是基于沼气中的硫化氢，硫化氢是一种酸性气体对环境、设备、管道以及仪表等产生污染和腐蚀的影响，故无论是直接用于燃烧或沼气发电，为延长设备的使用寿命，在输气管路中必须安装脱硫器，对沼气进行必要的脱硫、脱碳、脱水、除尘等处理。

　　5、其他化工

　　脱硫催化剂不仅在以上的行业中起到了重要的作用，而且在钢铁、冶金、造纸等行业中也有采用。随着国家政府在环保上面投入力度的不断加大，相信以后将在更多的行业中见到脱硫催化剂的身影。