Improvement of HDS catalysts through the modification of the oxidic precursor with 1,5-pentanediol: Gas phase sulfidation and thiophene conversion

The performance, in thiophene HDS, of a CoMo/Al2O3 catalyst was successfully improved through chemical modification of its oxidic precursor by impregnation with 1,5-pentanediol solution. The gas phase activation with a H2/H2S mixture was followed by thermogravimetric analysis coupled with a rapid chromatograph; the catalysts were characterized at different steps of the activation using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It appeared that the addition of the organic agent retards the sulfidation of the supported metals, leading to a simultaneous sulfidation of Co and Mo atoms. This induces the formation of smaller MoS2 slabs and thus an increase in the number of active CoMoS sites, directly correlated with the better HDS performance of the modified solid. The role of 1,5-pentanediol is likely to inhibit, at low temperature, the adsorption of H2S on the solid and thus the sulfidation of the supported metals.

RésuméLa performance d'un catalyseur CoMo/Al2O3 en HDS du thiophène a été améliorée grâce à une modification chimique du précurseur oxyde par imprégnation avec une solution de 1,5-pentanediol. L'activation en phase gazeuse avec un mélange H2/H2S a été suivie par analyse thermogravimétrique couplée à un chromatographe rapide en phase gaz et les solides ont été caractérisés à différentes étapes de l'activation par spectroscopie de photoélectrons induits par rayons X (XPS). L'addition de cet agent organique induit un retard de la sulfuration des métaux supportés. Ceci se traduit par une sulfuration simultanée des atomes Co et Mo, conduisant à une taille inférieure des feuillets de MoS2 et donc à une augmentation du nombre de sites actifs CoMoS. Cette augmentation est directement corrélée aux meilleures performances en HDS du solide modifié. Le rôle du 1,5-pentanediol semble donc être d'inhiber l'adsorption d'H2S sur le solide à basse température, et en conséquence la sulfuration des métaux.