焦炉煤气（COG）常被用作燃料和化工原料,而作为化工原料深加工（合成甲醇、合成氨、合成天然气、合成油、合成乙二醇等）经济效益最好。焦炉煤气中除主要成分H₂、CH₄、CO等外,还含有H₂S、CS₂、COS、RSH、C₄H₄S等不同形态的硫化物,其存在会造成煤气深加工过程各类催化剂中毒失活,且失活催化剂均不可再生,所以焦炉煤气合成化学品前必须进行深度脱硫。在所有硫化物中噻吩结构最稳定,且对催化剂毒性最强,是最难脱除的硫化物之一。因此,焦炉煤气深加工面临的主要难题就是对噻吩的深度脱除。传统干、湿法脱硫工艺难以将煤气中噻吩脱除至工业用气要求,对其深度脱除必须采用加氢脱硫（HDS）工艺。在HDS净化工艺中加氢催化剂的性能至关重要,工业用加氢脱硫催化剂主要以Ni（Co）Mo/Al₂O₃为主,但是其HDS活性低,且操作温度较高,反应过程中催化剂表面易结焦积碳,使催化剂使用寿命降低;易生成COS、CH₄等副产物,产物选择性较低,不利于脱硫过程中硫化物的有效脱除。针对加氢脱硫工艺中催化剂使用存在的问题,本文对催化剂载体和最佳活性金属负载量进行了确定,在此基础之上,应用不同助剂对工业用Ni Mo/Al₂O₃加氢脱硫催化剂进行了改性研究。在固定床微反装置上考察了改性催化剂对焦炉煤气中噻吩HDS性能的影响,采用比表面积及孔径分析仪（BET）、X-射线衍射（XRD）、程序升温还原（H₂-TPR）、X-射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行了表征,重点讨论了催化剂本征性能与活性及选择性之间的关系,具体研究内容和结论如下:1.分别以Al₂O₃和Ti O₂为载体,负载不同含量的金属活性组分Mo制备了两种不同加氢催化剂,确定了Al₂O₃载体上Mo的最佳负载量为15wt.%,当金属负载量增加,催化剂的HDS活性降低;Ti O₂载体上Mo含量为25wt.%时催化剂活性最高。Ti O₂为载体制备的催化剂HDS活性远大于Al₂O₃,且产物中H₂S选择性较高,但是,Ti O₂为载体制备的催化剂表面积远小于Al₂O₃且甲烷化反应较高。2.通过不同金属（Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Fe、Co、Ni）对Ni Mo/Al₂O₃催化剂进行改性研究,发现除引入Fe、Ni催化剂活性下降外,其他金属助剂改性催化剂的低温HDS活性均增加。经过表征发现金属改性催化剂表面酸性发生很大变化,强酸量增加,酸性提高对催化剂低温加氢性能有重要作用。3.制备了五种不同磷（1wt.%P）添加方式改性Ni Mo/Al₂O₃催化剂。其中,催化剂PNi-Mo/Al和PMo-Ni/Al表面弱吸附解离活性位增强,对焦炉煤气中噻吩有较好的低温加氢脱硫活性,其在250℃下噻吩HDS转化率分别达到61%和54%。催化剂HDS活性高是因为这两种P添加方式减弱了活性金属组分Ni Mo与载体的相互作用,提高了Ni Mo在载体表面的均匀分散,生成能够促进催化剂硫化形成Ⅱ型活性相Ni-Mo-S的Ni Mo O₄物种,Ni Mo O₄和Mo O₃之间的协同作用提高了催化剂的硫化度,使得HDS活性增强。