[发明专利]汽油吸附脱硫催化剂及其制备方法和应用

说明书

本公开涉及一种汽油吸附脱硫催化剂及其制备方法和应用，以催化剂的干基重量为基准，该催化剂包括5～25重量％的加氢活性组元，25～60重量％的ZnO，以及20～60重量％的单壁碳纳米管，所述加氢活性组元为Ni和/或Co。该汽油吸附脱硫催化剂的脱硫活性高，能够在较缓和的条件下对工业催化裂化汽油进行深度脱硫。

技术领域

本公开涉及一种汽油吸附脱硫催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

汽油中的含硫化合物存在很多危害：高温下燃烧生成的硫氧化物会转变成酸腐蚀损坏发动机部件，使发动机尾气净化系统的三效催化剂产生不可逆中毒，使排放物中NO_X和CO_X含量明显增加，另外排放到大气中的SO_X还会导致酸雨。因此，世界上许多国家通过法规对车用汽油硫含量作出了严格的规定。2017年1月1日起，中国机动车已全面实施国五排放标准(硫含量指标限值为10μg/g)，更为严格的国六标准也在制定中。由此可见，发展汽油深度脱硫技术，生产低硫含量的汽油已经迫在眉睫。

目前汽油深度脱硫技术主要有加氢脱硫、物理吸附脱硫、选择性吸附脱硫和反应吸附脱硫等。加氢脱硫是常用的脱硫方法，但是在汽油加氢脱硫过程中，必然伴随着烯烃饱和，从而导致辛烷值降低；同时，通过加氢进行深度脱硫，还会导致投资成本大幅提高、操作条件更加苛刻、操作费用提高。物理吸附脱硫过程简单，能在常温常压下脱除硫化物并且吸附剂容易再生，但是吸附剂对硫化物的选择性差、硫容量低，难以实现汽油深度脱硫。选择性吸附脱硫条件温和、投资和操作费用低、脱硫效率高，但是吸附剂硫容和选择性较差。使用Ni/ZnO类吸附剂进行的反应吸附脱硫，具有脱硫效率高、辛烷值损失小、氢耗低等诸多优势，是一类很有发展前景的脱硫工艺。目前对汽油脱硫催化剂的研究基本上朝两个方向进行：一个是寻找新的活性组分，另一个是寻找新的载体。

自碳纳米管被发现以来，优异的性能使它在诸多应用领域取得了巨大研究进展。碳纳米管具有非常大的比表面积，最高理论值可达8000m²/g；碳纳米管的中空结构对硫化氢、甲硫醇、乙硫醚等形态的硫具有特殊作用；碳纳米管具有特殊的电子性质，有望对含硫化合物具有特殊的吸附作用；碳纳米管表面可以负载不同的金属、氧化物或在内部填充金属原子，进而形成具有选择性脱硫的活性位，脱硫效率有望成倍增加。

发明内容

本公开的目的是提供一种汽油吸附脱硫催化剂及其制备方法和应用，该汽油吸附脱硫催化剂的脱硫活性高，能够在较缓和的条件下对工业催化裂化汽油进行深度脱硫。

为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种汽油吸附脱硫催化剂，以催化剂的干基重量为基准，该催化剂包括5～25重量％的加氢活性组元，25～60重量％的ZnO，以及20～60重量％的单壁碳纳米管，所述加氢活性组元为Ni和/或Co。

可选地，以催化剂的干基重量为基准，所述催化剂包括12～22重量％的加氢活性组元，43～59重量％的ZnO，以及24～45重量％的单壁碳纳米管。

本公开第二方面：提供一种制备汽油吸附脱硫催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

a、将含有加氢活性组元、ZnO和催化油浆的混合物料填充到具有空腔的石墨棒中，然后封闭所述石墨棒，得到阳极石墨棒；所述加氢活性组元为Ni和/或Co；

b、将步骤a得到的所述阳极石墨棒与阴极石墨棒置于电弧放电装置中，在氦气或氩气气氛下，使所述阳极石墨棒与阴极石墨棒发生电弧放电，待所述阳极石墨棒消耗完毕后收集所述电弧放电装置中得到的以单壁碳纳米管为载体的汽油吸附脱硫催化剂。

可选地，步骤a中，以所述混合物料的总重量为基准，所述加氢活性组元的含量为5～25重量％，所述ZnO的含量为20～60重量％，所述催化油浆的含量为20～55重量％。