[发明专利]一种耐硫贵金属加氢脱硫催化剂

说明书

技术领域

本发明属于石油加工技术领域，涉及汽油、煤油和柴油石油馏分油加氢脱硫工艺中所使用的固体催化剂。

背景技术

燃油中有机含硫化合物燃烧后会形成SO_x，是主要的大气污染源之一。近年来，随着原油重质化和劣质化趋势的加剧，燃油中有机含硫化合物含量逐渐增高，但环保要求却日益严格，因此，各国炼油业面临在成本增加不大的前提下降低成品油硫含量的共同难题。

在炼油厂中，油品中有机含硫化合物的脱除主要是通过加氢脱硫(HDS)工艺实现的。传统的HDS催化剂为负载型Co-Mo、Ni-Mo或Ni-W双金属硫化物，虽经几十年不断改进，其活性仍无法满足日益严格的环保法规的要求。原因是石油馏分经HDS反应后，残留的含硫化合物主要是芳香杂环的二苯并噻吩(DBT)及其烷基取代的衍生物如4，6-二甲基二苯并噻吩(4，6-DMDBT)。这些大分子芳香含硫化合物具有较大的空间位阻效应，使得其中硫原子很难接近硫化物催化剂的活性中心。当这些含硫化合物中芳环被加氢后，会降低位阻效应，提高分子的HDS活性。因此良好的深度加氢脱硫催化剂一般应具有较高的加氢活性。

负载型贵金属是一类重要的加氢催化剂，在较低的温度和压力下对芳烃具有很高的加氢活性。研究表明，Pd/γ-Al₂O₃、Pt/γ-Al₂O₃以及Pt-Pd/γ-Al₂O₃对4，6-DMDBT表现出很高的HDS活性，已经成为重要的深度加氢脱硫催化剂(J.Catal.，2006，242(1)：207-216；J.Catal.，2005，235(1)：229-240)。但贵金属催化剂最大的弱点是不耐硫，尤其是在深度加氢脱硫情况下，H₂S分压较高，贵金属催化剂容易因硫中毒而快速失活。因此在保持或提高贵金属催化剂HDS活性前提下提高其耐硫性能成为制约贵金属催化剂在深度加氢脱硫领域应用的关键问题之一。载体是贵金属多相催化剂的重要组成部分。一般说来，提高载体的酸性有利于提高贵金属催化剂HDS活性和耐硫性能(Angew.Chem.Int.Ed.，2008，47(44)，8478-8481)。但提高载体酸性的同时，还容易加剧裂化、结焦等副反应，影响产品液收和催化剂寿命，限制了酸性载体在加氢精制催化剂中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种负载型贵金属加氢脱硫催化剂，解决了贵金属抗硫性问题，同时催化剂保持了较低的裂化活性。

本发明的技术方案是用硅烷化改性的二氧化硅、高硅沸石、MCM-41或SBA-15硅基介孔分子筛作载体，担载贵金属盐或贵金属有机配合物，经干燥并在350～500℃下焙烧后得到催化剂氧化物前体，在氢气气氛中该前体以1～10℃/min的速率升温至200～400℃，在该温度下还原0～5小时，制备出负载型贵金属加氢脱硫催化剂。

催化剂的活性组分是Pt、Pd、Ru、Rh等第VIII族贵金属，或者是以上多种金属构成的合金或多金属活性组分。催化剂中贵金属质量分数在0.1～10％之间。催化剂的制备方法采用等体积浸渍法或过量浸渍法。活性组分可以直接担载在硅烷化改性的硅基多孔载体材料上；或者先将活性组分担载在硅基多孔材料上制得氧化态前驱体，再对该氧化态前驱体进行硅烷化改性。浸渍液溶剂视贵金属盐或贵金属有机配合物溶解性质选择水或甲苯、丙酮、乙醇、丙醇及丙三醇有机溶剂，或者选择多种有机溶剂组成的混合溶剂。催化剂的形状是球形、条形、片状。

本发明的效果和益处是所制备的贵金属催化剂在典型工业应用条件下对石油馏分中的芳香杂环含硫化合物具有很高的催化反应活性，并且具有较好的耐硫稳定性以及很低的裂化活性，可经济高效地实现石油馏分油的深度加氢脱硫，生产清洁燃料油，具有广泛应用前景。

附图说明

图1是二苯并噻吩在Pd/Si-MCM-41以及用过量浸渍法制备的以硅烷化改性的全硅MCM-41作载体的Pd催化剂(Pd/MCM-41(S))上进行加氢脱硫反应时加氢脱硫率和裂化转化率随反应时间的变化关系图。图中■表示DBT在Pd/MCM-41(S)上的加氢脱硫转化率；▲表示DBT在Pd/MCM-41上的加氢脱硫转化率；□表示DBT在Pd/MCM-41(S)上的裂化转化率；△表示DBT在Pd/MCM-41上的裂化转化率。