[发明专利]盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用，该催化剂以钒为活性组分，以盐酸酸化改性的高岭土为载体材料，其中活性组分的量为载体材料质量的2～4wt％。对高岭土采用盐酸酸化工艺处理，并采用原位水热方法，一步实现了在对高岭土引入介孔结构的同时负载钒。将所述的催化剂用于燃油深度脱硫领域。与现有技术相比，本发明具有环境污染小、工艺流程简单、生产成本低、脱硫效率高等优点。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球环境污染的持续加剧，实现燃油的深度脱硫已经成为全球范围普遍关注的问题。燃油(汽油、柴油和航空煤油等)中的含硫化合物对环境和空气质量造成严重威胁，是导致大气污染的主要原因。日前，国五标准已经明确限定燃油中的含硫量在10ppm以下，因此发展超低含硫量的燃油技术刻不容缓。当下国内外常用的燃油脱硫技术大致可分为加氢脱硫和非加氢脱硫两种方法。到目前为止，加氢脱硫是大部分炼油企业所采用的脱硫工艺，但受制于反应条件苛刻、不易脱除大分子芳香族硫化物例如二苯并噻吩(DBT)等问题，因此有必要开发针对于这类大分子硫化物的高效脱硫催化剂。氧化脱硫方法因其反应条件温和、操作成本低等优势备受关注。同时，过渡金属元素因为具有高的氧化活性而广泛用于氧化催化中。2003年，Wang等研究Mo/Al₂O₃催化体系，发现当钼的负载量为16％时，DBT的脱除效率可达到86.13％；2014年，Sundararaman等研究CuO和MoO₃/SiO₂催化剂，茴香素和空气反应得到的过氧化物作为氧化剂，常温下4,6-DMDBT的转化率达到90％。然而，目前催化剂体系中使用的催化剂载体例如金属氧化物或分子筛，往往价格较贵，因此需要研究开发一种新型高效的、成本节约的催化剂体系。

发明专利CN110841625A公开了一种高岭土负载钒氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用，该催化剂以钒为活性组分，以改性高岭土为载体材料，将改性高岭土加入钒源溶液中，浸渍后干燥焙烧，制得催化剂，将该催化剂用于燃油深度脱硫领域。该发明原料存储量大，改性过程简单，效果明显，在15分钟内实现99.9％以上的脱硫率，达到深度脱硫的要求，在燃油脱硫领域有极大应用前景。但是，该发明使用硫酸酸化处理高岭土，大量的硫酸随同含酸废水不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，同时还会造成大量资源浪费。随着近年来许多国家制定的排放标准愈发严格，硫酸酸化处理工艺亟需改进。此外，该发明是通过浸渍的方法负载钒，还需对高岭土进行多次煅烧，工艺流程较为复杂，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂及其制备方法，环境污染小、工艺流程简单、生产成本低、脱硫效率高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂，该催化剂以钒为活性组分，以盐酸酸化改性的高岭土为载体材料，其中活性组分的量为载体材料质量的2～4wt％。

所述的盐酸酸化改性的高岭土通过以下方法获得：将高岭土原土在700℃～800℃下高温煅烧5～8h，然后加入质量百分比浓度为15～25％的盐酸溶液，于90℃～110℃进行水热处理5h～9h，得到盐酸酸化改性的高岭土，高岭土和盐酸溶液的质量比为1:2～4。

进一步地，所述的高温煅烧的温度为750℃，煅烧时间为6h。

所述的盐酸溶液的质量百分比浓度为20％。

所述的水热处理的温度为110℃，压力为138～148KPa，时间为9h，高岭土和盐酸溶液的质量比为1:3。

上述盐酸酸化高岭土负载钒氧化脱硫催化剂的制备方法，包括以下步骤：