【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加氢脱硫催化领域，具体涉及一种加氢脱硫催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、天然气是当今世界上最重要的气体化石燃料，在各国的能源消费结构中扮演着越来越重要的角色。但天然气中往往包含硫化氢(h2s)和有机硫等气体硫化物，其中有机硫以二硫化碳(cs2)、羰基硫(cos)、硫醇(rsh)、硫醚(rsr′)和二硫醚(rssr′)等形式存在。这些硫化物有毒、剧臭而且具有腐蚀性，不仅影响天然气开采设备的使用寿命，而且在后续燃烧过程中生成的硫氧化物(sox)会造成显著的大气污染。在天然气化工和净化过程中，必须对天然气进行脱硫处理，因此准确分析天然气中的硫化物含量对天然气净化具有重要意义。
2、硫化氢气体检测技术已经发展成熟，市场上已有操作便捷、投资成本低、响应速度快、测试结果精确高的系列硫化氢气体检测仪，可以直接用于天然气中硫化氢含量的准确分析。同时，将天然气中有机硫通过催化加氢的方式，使之转化为硫化氢和烷烃(如rsr'+h2→rh+r'h+h2s)，便可间接获知天然气中有机硫的含量。但是，由于天然气中气体成分复杂、有机硫种类各异，尽管人们在天然气中有机硫的催化加氢转化方面的研究已经取得了显著进展，各类加氢催化剂应运而生，但目前有机硫的转化率仍普遍偏低，难以实现实时在线检测。而且催化剂在长周期使用过程中其活性明显衰减，从而显著影响了检测精度和结果重现性。如何提升催化加氢效率、实现硫化物的高效转化(转化率>90％)仍是当前亟待解决的问题，也是该领域的技术瓶颈所在。
3、目前的加氢脱硫催化剂主要应用
4、现有技术已经公开了纳米花球状二氧化钛作为催化剂载体，或氧掺杂氮化硼作为催化剂载体的制备方法和应用；例如，公开号为cn1272398a专利公开了以tio2为载体的催化剂在天然气有机硫加氢转换中的应用；文献polar bonds induced strong pd-supportelectronic interaction drives remarkably enhanced oxygen reduction activityand stability公开了pd/p-bno催化剂应用于氧还原反应；公开号cn115084555a的专利公开了一种碳包覆的花状氧化钛/二氧化钛异质结构负载钌催化剂；公开号cn107774292a的专利公开了一种氧掺杂氮化硼催化剂载体负载金属的制备方法。现有技术中tio2为天然气有机硫加氢转换反应常用载体，而氧掺杂氮化硼材料多用于光催化反应。因此，亟需开发一种针对天然气的气相反应的新型的加氢脱硫催化剂。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种加氢脱硫催化剂及其制备方法和应用。目的是针对天然气的气相反应提供在温和的反应条件下实现天然气中含硫组分的高效转化降解催化剂。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、第一方面，一种加氢脱硫催化剂，所述的催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性金属组分，所述载体为纳米花球状催化剂载体f-tio2@bno。
4、本专利技术的有益效果是：
5、(1)本专利技术采用具有高度暴露的表面的氧掺杂氮化硼(bno)和纳米花球二氧化钛(f-tio2)材料，组合制得催化剂载体f-tio2@bno，不仅有利于活性金属的负载，而且能够保证快速的客体传质；
6、(2)本专利技术催化剂载体f-tio2@bno与活性金属之间存在强相互作用，可以使得活性金属以纳米团簇的形式均匀负载到载体表面，能够充分发挥活性金属的催化活性并保证其催化稳定性；
7、(3)本专利技术催化剂载体f-tio2@bno载体具有偏酸性性质，且整体电负性较小，不仅能提升活性金属的催化活性，而且能阻止h2s吸附，促进加氢反应正向进行。
8、进一步，所述纳米花球状催化剂载体f-tio2@bno中bno的质量占比为0.1％～3.5％。
9、采用上述进一步方案的有益效果是：在纳米花球二氧化钛(f-tio2)中加入少量的氧掺杂氮化硼(bno)具有如下作用：①bno主要附着于tio2表面，且bno具有优异的化学稳定性，因此可以提升载体自身的寿命；②bno与金属之间具有很强的结合能力，可以用于负载活性金属，防止金属颗粒脱落或聚集；③bno对含硫组分有一定的吸附富集作用，可以将目标含硫气体组分富集到活性金属附近，进行快速转化。。
10、进一步，所述活性金属组分包括pd、pt、ni、cu、ru中的任意一种或至少两种的组合。
11、采用上述进一步方案的有益效果是：上述金属均是催化加氢过程中常用的金属催化剂，加氢活性较高；而本专利技术正是需要利用加氢反应将含硫有机分子转化为硫化氢，因此选择上述金属。
12、进一步，所述活性金属组分在所述载体上的负载量为0.8wt％～1.5wt％。
13、采用上述进一步方案的有益效果是：对负载量的进行优化，设置相对较低的负载量，一方面可以节约成本，另一方面也可以提高金属的分散度，防止金属颗粒聚集形成大颗粒。
14、第二方面，一种加氢脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：
15、(1)通过碱性刻蚀法制备纳米花球状催化剂载体f-tio2@bno；
16、(2)采用吸附还原法在所述纳米花球状催化剂载体f-tio2@bno上引入金属活性组分，得到催化剂m/f-tio2@bno；所述催化剂m/f-tio2@bno中m为金属活性组分。
17、采用上述进一步方案的有益效果是：吸附还原法可以保证催化剂上的活性金属均通过强相互作用与载体结合，从而有效提升了催化剂的稳定性和寿命。
18、进一步，步骤(1)包括如下具体的步骤：
19、(1-1)将盐溶液(例如na本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述的催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性金属组分，所述载体为纳米花球状催化剂载体f-TiO2@BNO。
2.根据权利要求1所述一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述纳米花球状催化剂载体f-TiO2@BNO中BNO的质量占比为0.1％～3.5％。
3.根据权利要求1所述一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述活性金属组分包括Pd、Pt、Ni、Cu、Ru中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述活性金属组分在所述载体上的负载量为0.8wt％～1.5wt％。
5.基于权利要求1至4任一项所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括如下具体的步骤：
7.根据权利要求6所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1-1)中，所述盐溶液的浓度为0.05～0.5mol/L，所述盐溶液与所述有机分散液的体积比为0.5～10：200～
8.根据权利要求5所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括如下具体的步骤：
9.根据权利要求8所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2-1)中，所述纳米花球状催化剂载体f-TiO2@BNO分散到去离子水的浓度为20～60mg/mL；所述活性金属盐溶液为氯化钯、氯化铂、氯化铜、氯化镍中的任意一种或至少两种的组合；所述溶液D中所述纳米花球状催化剂载体f-TiO2@BNO与所述活性金属盐的质量量比100:0.5～100:5；所述还原剂包括硼氢化钠、硼氢化钾中的至少一种；
10.一种加氢脱硫催化剂的应用，其特征在于，将权利要求1至4任一项所述的一种加氢脱硫催化剂用于天然气中气体硫化物的加氢脱硫的催化处理中。
...【技术特征摘要】
1.一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述的催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性金属组分，所述载体为纳米花球状催化剂载体f-tio2@bno。
2.根据权利要求1所述一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述纳米花球状催化剂载体f-tio2@bno中bno的质量占比为0.1％～3.5％。
3.根据权利要求1所述一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述活性金属组分包括pd、pt、ni、cu、ru中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种加氢脱硫催化剂，其特征在于，所述活性金属组分在所述载体上的负载量为0.8wt％～1.5wt％。
5.基于权利要求1至4任一项所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括如下具体的步骤：
7.根据权利要求6所述一种加氢脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1-1)中，所述盐溶液的浓度为0.05～0.5mol/l，所述盐溶液与所述有机分散液的体积比为0.5～10：2...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴岩，韩波，宋超凡，周成冈，刘译文，李鸿鹏，张琪，王晓光，崔健，张彦，陈彦合，高强，王聪，李狄楠，于子峰，张登峰，孙旭，黎莎，郝敏，纪军，黄蒙，龚星昊，张舒宁，高翔，巨成永，王娟，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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