利用Operando IR-MS研究S Zorb工艺中烯烃反应的影响因素

袁 蕙， 徐广通， 史延强， 忻睦迪， 陈 帅， 邱丽美， 邹 亢

(中国石化 石油化工科学研究院 石油化工催化材料与反应工程国家重点实验室,北京 100083)

为减少汽车尾气排放对环境的影响，对成品汽油中硫含量的控制愈发严格。鉴于中国汽油目前仍以FCC汽油组分为主，S Zorb汽油脱硫技术成为加工超低硫汽油的主要工艺之一，其具有脱硫率高、氢耗低、辛烷值损失小的优点。目前，国内运行和在建的S Zorb装置达30套以上，处理量达4000万t/a以上。中国石化买断S Zorb技术并已具有完全知识产权，但由于该技术的初期开发方为美国康菲公司，对吸附剂失活、反应化学等一些基础问题的认识尚不清晰，在某种程度上制约了此技术的进一步提升[1]。

经过多年对S Zorb工业催化剂的跟踪研究，徐广通等[1]剖析了S Zorb催化剂的失活原因，提出活性ZnO概念并建立失活模型；建立了S Zorb物相快速表征方法[2]；深入探讨了锌铝尖晶石的成因和硅酸锌生成条件[3-4]，改进了催化剂再生条件，保障了各工业装置的长周期运转。众所周知，降低汽油辛烷值(RON)损失将为炼化企业带来巨大的经济收益，但中国石化对多套S Zorb工业装置运行的长期监控中发现其仍存在RON损失的问题[5-6]。现有的研究只通过改变操作参数来降低辛烷值的损失[7-9]，但调整范围有限。目前，尚未对吸附剂活性组元与RON损失之间的关系进行系统的实验研究。龙军等[10]通过量子化学计算得出，金属Ni对噻吩有较高的吸附强度，但对庚烯吸附强度很低；NiS对噻吩具有一定的吸附强度，但对烯烃吸附强度更高。研究发现[1,11]，S Zorb工业待生剂(DS)中主要的金属活性元素为Zn和Ni。Zn的主要赋存状态为ZnO、ZnS、Zn2SiO4和ZnAl2O4；Ni的赋存形态有单质Ni、氧化态Ni和硫化态Ni。其中，氧化态Ni为单质Ni的氧化产物；硫化态Ni由S Zorb脱硫过程生成，可能为NiS、NiS2等形式，因此统称为NixSy。而且，待生剂上NixSy是稳定存在的，并不是反应中间体。

S Zorb脱硫加氢反应过程可表示为：

由S Zorb反应过程及失活机理的前期研究可知[11-12]， S Zorb催化剂中Ni和ZnO对脱硫反应起着至关重要的作用；同时，H2易在Ni和NixSy上吸附和扩散[13]，进而发生加氢反应；反应中Zn2SiO4的生成导致活性ZnO流失，脱硫效率降低[4]；积炭的生成不可避免，对活性组分的作用有一定的间接影响，但尚无系统研究。目前，关于S Zorb 反应化学的研究多数集中在吸附剂NiO/ZnO 模型的脱硫活性，而基于实际S Zorb工业催化剂的本征活性和烯烃反应化学的研究是重要且亟待开展的。因此，笔者致力研究S Zorb工业催化剂的主要组元Ni和Zn的赋存状态对烯烃加氢的影响，及其与辛烷值损失的关联规律。

实时获取反应器内催化剂状态和催化反应过程的信息是催化领域研究者的目标，因此原位表征技术(In situ和Operando)成为催化领域先进的研究手段和研究热点[14]。“Operando”来自于拉丁语，简称“实时实地”，为2002年由Banares课题组首次提出[15-16]。In situ通常指某特定反应条件下催化剂结构的表征，而Operando则在某反应条件下获得催化剂结构变化光谱信息的同时，进行反应物、产物的监测[14]，是进行催化剂的构效关系及动力学反应机理研究的重要手段。虽然经过十几年的发展[17-19]，Operando表征系统仍未商品化，均由国内外顶尖研究机构根据催化反应体系进行针对性设计、自行搭建[14-19]。

笔者设计、构建了用于S Zorb反应化学研究的Operando分析表征系统，开发了表征技术，并基于构建的Operando系统，以S Zorb工业新剂、待生剂，及参比剂ZnO、ZnS为对象，在原位池中经过原位还原反应和高温氩气吹扫后，进行正丁烯常温吸附和变温脱附反应，研究正丁烯的吸附和脱附特性，进而研究烯烃加氢的反应化学。

1 实验部分

1.1 烯烃探针和典型样品的选取

有关资料显示，汽油组分中，直链低碳烯烃的饱和对辛烷值损失影响最大。史延强等[20]利用ASTM D6839多维色谱法对S Zorb反应前后汽油的烃组成进行详细分析，发现不同碳数烯烃表现出明显不同的反应性能。经S Zorb反应后，汽油中各碳数烯烃的体积损失百分率(V)呈现：V(C4)>V(C5)>V(C6)>V(C7)≈V(C8)≈V(C9)

实验中所使用的S Zorb吸附剂均为中国石化催化剂公司南京催化剂分公司产品。S Zorb工业新剂标记为XJ。在工业装置运行一定时间后S Zorb吸附剂称为待生剂，标记为DS。按照装置地点及取样时间将吸附剂进行命名，如2014年9月2日从镇海装置中卸出的待生剂命名为ZH140902DS。从不同炼油厂的工业样品中，筛选合适的典型样品进行研究，具体详见表1～4。参比样ZnO和ZnS为美国Alfa Aesar公司生产的分析纯试剂。

1.2 Operando系统的构建和试验方法

模块化的Operando系统如图1所示。该系统分4个模块：催化剂预处理模块、原位反应模块、探针分子吸附模块和反应物表征模块。前3个模块包括气体控制系统、真空系统、微量探针系统、净化系统、原位样品反应池、控温系统等，并和第4模块的红外光谱和高灵敏质谱联用进行有机耦合。样品预处理反应平台、催化剂原位表征平台和反应产物表征平台3个界面进行同时控制。

基于构建的Operando系统，以S Zorb工业剂为对象，以正丁烯为探针，逐步摸索建立了烯烃的吸附表征和烯烃加氢反应的表征方法：首先将样品磨成细粉，然后压制成自撑片置于自制原位池中密封，在120 ℃进行N2净化，然后切换氢气，升温至430 ℃还原4 h。待温度降至30 ℃时通入烯烃探针，约30 min后，以10 ℃/min升温至反应温度，保持90 min。

同时采集反应红外和质谱谱图。红外光谱采用赛默飞Nicolet is50 型红外光谱仪(FT-IR)，MCT检测器，分辨率4 cm-1，扫描次数16次。质谱采用英国海德的DSMS高分辨质谱(MS)，采用多通道同时扫描，以正丁烯相对消耗量(RB)作为烯烃加氢性能的评估。由于各气体浓度及质谱响应随温度、压力变化，必须寻找内标。以氩气为内标，将质量归一化的正丁烯消耗的峰面积作为正丁烯相对消耗量，多次尝试修正，建立合理的定量方法，同一样品3次重复的标准偏差为0.6%。

图1 模块化Operando IR-MS系统Fig.1 Modular Operando IR-MS system

1.3 物化性质的表征

1.3.1 吸附剂物相分析

采用日本理学公司的TTR-III型X射线粉末衍射仪(XRD)，射线源为CuKαX射线(λ=0.15406 nm)，管电压40 kV，管电流250 mA，2θ范围10°～80°，扫描步长0.02°/s，使用Rietveld方法[2]对XRD谱图全谱拟合，进行吸附剂主要物相的定量分析。S Zorb 中Ni晶粒大小的计算拟合主要依据2θ=44.4° 的衍射峰和Scherrer方程：β=(K·λ)/(L·cosθ)[11]。

1.3.2 吸附剂表面元素的化学态分析

采用Thermo Fisher公司ESCALab 250型X射线光电子能谱仪(XPS)，射线源为AlKαX射线，功率为150 W，分析室真空压力为4×10-7Pa，用C1s(284.8 eV)进行核电校正，利用仪器配套软件Avantage对吸附剂表面元素进行赋存形态的定量分析。根据前期研究建立的方法[11]，Ni的赋存形态主要为单质Ni、氧化态Ni和硫化态Ni。位于853.1 eV、 854.1 eV和 856.7 eV的特征峰分别归属于单质Ni的Ni 2p、NixSy(硫化态Ni)的Ni 2p及NiO中的Ni2+(氧化态Ni)的Ni 2p。

1.3.3 吸附剂元素分析

采用日本理学电机株式会社ZSX100型X射线荧光光谱仪(XRF)对吸附剂中Zn、Ni等元素进行分析。射线源：钨靶；激发电压40 kV；激发电流50 mA。采用美国LECO公司CS600型碳硫分析仪，用红外吸收法测定吸附剂上C、S等元素含量。

1.4 烯烃加氢反应影响因素的分析

多个工业装置数据表明，S Zorb反应以脱硫反应为主，但同时伴有烯烃加氢副反应，故S Zorb反应中能够影响烯烃加氢饱和的因素均能影响汽油辛烷值损失[11]。影响烯烃加氢饱和的因素有反应原料波动、反应温度、氢/油等比及氢分压、质量空速、闭锁料斗程序或程控阀故障导致吸附剂循环不畅等[6-7,21]，但这些基本都是S Zorb反应装置的操作参数，其调变对减小汽油辛烷值损失作用有限，而S Zorb催化剂的组分结构和本征活性才是影响汽油辛烷值损失的根本因素。因此，从不同炼油厂的工业样品中，筛选典型样品进行Operando IR-MS表征来研究烯烃饱和的影响因素和规律，并对所有样品均进行全面的XRD表征，得到ZnO、ZnS、Zn2SiO4和ZnAl2O4等物相的定量信息，采用碳硫仪测定吸附剂中C和S的质量分数，采用XPS表征Ni的化学态。

1.4.1 反应温度对烯烃加氢反应影响的考察

参考工业反应条件，反应温度分别设定为340、370、400、430和450 ℃，以S Zorb新剂为对象，进行Operando IR-MS表征，考察正丁烯相对消耗量(RB)随温度的变化，研究反应温度对烯烃加氢反应的影响，并验证Operando IR-MS系统研究的有效性。

1.4.2 Ni的赋存状态对烯烃加氢反应影响的考察

在S Zorb反应过程中，Ni的总量基本保持恒定，因此以XPS表征得到的NixSy占总Ni摩尔分数(n(NixSy)/n(Nitotal))来探讨Ni的赋存状态对烯烃加氢反应的影响。选取ZnS、Zn2SiO4含量及积炭量相近且NixSy占总Ni摩尔分数变化较大的典型工业待生剂样品QL150527DS、QL150529DS及工业新剂(XJ)为研究对象(见表1)，进行Operando IR-MS表征，考察Ni赋存状态对烯烃加氢反应的影响。

1.4.3 其他物种对烯烃加氢反应影响的考察

S Zorb催化剂上ZnS、Zn2SiO4、积炭等物种的含量对Ni的赋存状态有一定影响，从而影响烯烃加氢反应。但S Zorb的组成成分间有一定的关联性，为考察单一因素对加氢反应的影响，需筛选其他组成较固定的样品进行Operando IR-MS表征。

(1)选取Zn2SiO4含量极低而积炭量相似，且ZnS和ZnO含量有梯度差的工业待生剂QD150512DS和QD150516DS为研究ZnS和ZnO影响的典型样品(见表2)。

(2)选取ZnS和ZnO含量相近，积炭量有变化的工业待生剂CZ150706DS和JN150316DS为研究积炭影响的典型样品(见表3)。

(3)选取ZnS、ZnAl2O4含量相近、积炭量相当，Zn2SiO4含量变化大的工业待生剂YS150130DS和YS150619DS为研究Zn2SiO4影响的典型样品(见表4)。

1.4.4 S Zorb工业催化剂的组成对烯烃加氢反应影响规律的考察

S Zorb工业催化剂的组成成分有一定的关联性，且随着反应过程的进行催化剂的组分会发生变化。考察S Zorb组成对烯烃加氢反应影响的规律，需要一定数量的系列工业剂，通过关联组成和正丁烯相对消耗量(RB)的数据来进行统计学研究。不同炼油厂、不同时期的S Zorb工业剂样品中Ni的物种差别较大，如有的待生剂含有一定量的ZnNi3C。ZnNi3C不是脱硫和加氢活性物种，其生成会影响催化剂的Ni总量和Zn总量。

为避免此差别导致的烯烃消耗差异，选取济南(JN)和齐鲁(QL)两个系列的22个不含ZnNi3C的样品作为研究对象，进行物相和全组分表征。采用统计学方法将工业待生剂Operando表征的正丁烯相对消耗量(RB)和ZnS质量分数、C质量分数、Ni的晶粒大小、NixSy占总Ni的摩尔分数等因素相关联，综合分析S Zorb组成对烯烃加氢反应影响的规律。

2 结果与讨论

2.1 Operando研究烯烃的吸附脱附

正丁烯在S Zorb新剂上的吸附和脱附系列原位红外谱图见图2。由图2(a)可见，3090 cm-1特征峰归属=C-H的伸缩振动；2987 cm-1、2895 cm-1、2875 cm-1特征峰归属于甲基和亚甲基的C-H的伸缩振动；1641 cm-1特征峰归属于C=C的伸缩振动；1456、1381 cm-1特征峰归属为甲基和亚甲基的C-H的变形振动。可见S Zorb新剂表面还原生成活性Ni，常温20 ℃即可吸附正丁烯。由图2(b)可见，常温20 ℃脱附30 min后仍有较强的丁烯吸附特征峰存在。升温脱附过程中，随着脱附温度的升高，正丁烯逐渐脱附，在200 ℃左右全部脱附。

图2 S Zorb新剂的丁烯吸附和脱附过程的红外吸收谱图Fig.2 IR spectra of butene on S Zorb fresh catalyst(a) Adsorption IR spectra； (b) Desorption IR spectra

图3为S Zorb新剂(XJ)、待生剂(QD150516DS)及参比剂ZnO、ZnS的室温氩气吹扫30 min的丁烯吸附红外光谱。由图3可见，这些样品常温下均能吸附丁烯。与气态丁烯红外谱图对比，XJ、QD150516DS，及ZnO、ZnS吸附丁烯的1641 cm-1处C=C双键特征峰均发生红移，其中QD150516DS吸附丁烯的C=C双键特征峰位于1634 cm-1，红移较大；而XJ和ZnO相应的C=C双键特征峰的红移较小。待生剂吸附丁烯的C=C特征峰的红移比新剂大，说明丁烯与待生剂活性相作用强于新剂。同一温度下，待生剂的丁烯吸附量稍大于新剂。由于新剂还原生成单质Ni，而待生剂表面还有NixSy的存在，表明NixSy对丁烯的吸附强于单质Ni。这与龙军等[10]利用量子化学方法研究S Zorb反应得到的结果相一致，并提供了实验证据。Ni对噻吩的强吸附和对烯烃的弱吸附是S Zorb技术高效脱硫且RON损失低的主要原因。此外，在S Zorb反应过程中Ni的赋存状态发生了改变，NixSy生成增加时，表面单质Ni就会相对减少。但NixSy对烯烃的强吸附是否会导致S Zorb工艺中烯烃加氢反应的增加，即加大辛烷值的损失，还需要进一步考察工业剂的烯烃反应数据。

2.2 烯烃加氢反应的影响因素

2.2.1 反应温度对烯烃加氢反应的影响

图4为在工业反应的温度范围内S Zorb新剂正

图3 S Zorb新剂(XJ)、待生剂(QD150516DS)和参比剂的丁烯吸附红外吸收谱图Fig.3 IR spectra of butene chemisorption on S Zorb freshcatalyst (XJ), spent catalyst (QD15016DS) and references

丁烯相对消耗量(RB)随着温度的变化规律。由图4可见，RB随着温度的升高而降低。这一变化趋势与报导的工业数据规律完全一致[8]，说明建立的Operando烯烃反应化学表征方法可以有效地研究 S Zorb 反应中烯烃加氢反应，即影响辛烷值变化的因素和规律。S Zorb装置中汽油脱硫率升温至 430 ℃ 左右达到最大，继续升温，脱硫率随之下降[5],但随着温度的升高，S Zorb汽油辛烷值损失却逐渐降低[8]。温度对不同碳数烯烃的加氢反应的影响不同。当温度升高时，低碳数烯烃的饱和量降低。这是温度影响S Zorb辛烷值损失的关键[15]。

图4 S Zorb新剂丁烯相对消耗量(RB)和反应温度的关系Fig.4 Relationship between relative consumption (RB) ofbutene and temperature on S Zorb fresh catalystRB—Relative consumption of butene

2.2.2 Ni的赋存状态对烯烃加氢反应的影响

表1为由Operando IR-MS表征催化剂正丁烯相对消耗量(RB)结果。由表1可见：新剂的RB较大，比待生剂的高近一个数量级；工业待生剂QL150529DS中NixSy比例最高，而其RB最小；新剂上Ni的赋存状态为单质Ni，表面没有NixSy物种；待生剂表面有NixSy的存在，其摩尔分数为总Ni的10%～20%。在单质Ni含量相差不大的情况下，新剂的RB比待生剂高近一个量级说明单质Ni催化烯烃加氢能力比NixSy强得多。虽然NixSy对丁烯的吸附强于单质Ni，但是单质Ni在催化汽油中含硫物种加氢和烯烃加氢的能力均大于NixSy，因此单质Ni的强加氢能力造成S Zorb反应中烯烃饱和量更大，导致辛烷值损失得更多；当部分单质Ni反应生成NixSy后，烯烃优先吸附在NixSy上而与Ni接触下降，Ni则优先吸附含硫物种进行脱硫反应，因此NixSy的生成和增多可以抑制烯烃的加氢，有利于降低辛烷值损失。

表1 S Zorb工业新剂和待生剂的Operando IR-MS表征结果Table 1 Characteristics of S Zorb fresh and spent catalysts

RB—Relative consumption of butene

2.2.3 ZnS质量分数对烯烃加氢反应的影响

表2为Zn2SiO4质量分数极低(0.2%)、积炭量相似时，催化剂ZnS含量对烯烃加氢反应的影响。由表2可见，QD150516DS的ZnS质量分数较高，为46.6%，而其烯烃相对消耗量较小。S Zorb反应过程中ZnS质量分数升高，ZnO的质量分数下降。这是由于在临氢条件下汽油中硫化物的S被吸附剂上的ZnO捕捉生成了ZnS，将汽油中的S转移到了吸附剂中。ZnO和ZnS作为参比剂，在烯烃加氢反应中的RB低于新剂和待生剂，对烯烃饱和影响较小，因此烯烃饱和主要取决于不同化学态的Ni。随着S Zorb反应的进行，催化剂表面NixSy与体相ZnS的含量同步增加，而表面单质Ni相对含量降低，因而烯烃加氢饱和消耗降低，即辛烷值损失降低。

2.2.4 积炭量对烯烃加氢反应的影响

表3为ZnS和ZnO含量相近时，积炭量的变化对S Zorb烯烃加氢反应的影响。虽然样品JN150316DS的ZnS质量分数(35.2%)稍高于CZ150706DS，但因其积炭量比后者高得多，其正丁烯相对消耗量(RB)相对较低，同时NixSy占总Ni的摩尔分数也稍低。这是因为加氢脱硫过程中生成的积炭主要为多环芳烃聚合物，甚至是类石墨碳[5]，其覆盖在活性位点上，降低了S Zorb的脱硫和加氢活性。已有研究表明[11]，与单质Ni相比，NixSy更趋于分布在催化剂表面，而积炭也趋于分布在催化剂表面上。积炭增多虽使NixSy对总Ni的占比下降，但更明显地减少了表面活性Ni的总量，因而S Zorb反应中烯烃加氢饱和消耗会减少，辛烷值损失降低。

表2 不同ZnS质量分数的S Zorb待生剂的Operando IR-MS表征结果Table 2 Characteristics of S Zorb spent catalysts withdifferent ZnS mass fractions

RB—Relative consumption of butene

表3 不同积炭量的S Zorb待生剂的Operando IR-MS表征结果Table 3 Characteristics of S Zorb spent catalysts withdifferent carbon deposit mass fractions

RB—Relative consumption of butene

2.2.5 Zn2SiO4含量对烯烃加氢反应的影响

表4为ZnS和积炭含量相当时，Zn2SiO4含量变化对烯烃加氢反应的影响。由表4可见，S Zorb工业待生剂YS150130DS的Zn2SiO4质量分数较高，其ZnO的质量分数和正丁烯相对消耗量(RB)都较低。这因为在S Zorb反应中Zn2SiO4的生成使活性ZnO流失[1,4]，Ni转化为NixSy后因没有足够的活性ZnO转移S，使得NixSy占总Ni的摩尔分数升高，单质Ni的比例相应降低，导致脱硫效率降低和烯烃加氢消耗降低，即辛烷值损失降低。

表4 不同Zn2SiO4质量分数的S Zorb待生剂的Operando IR-MS表征结果Table 4 Characteristics of S Zorb spent catalysts withdifferent Zn2SiO4 mass fractions

RB—Relative consumption of butene

2.3 烯烃加氢反应和辛烷值损失控制规律初探

图5～图7分别为22个S Zorb催化剂样品的正丁烯相对消耗量(RB)与ZnS含量、积炭量、NixSy占总Ni的摩尔分数的关联线性关系。由图5～图7可知，RB与ZnS质量分数相关性显著，线性负相关系数达0.702；RB与积炭量相关性显著，线性负相关系数达0.643；RB与NixSy占总Ni的摩尔分数有一定负相关性，相关系数为0.400。因此，S Zorb 待生剂中ZnS、积炭、NixSy的含量越高，则丁烯加氢消耗越少，辛烷值损失越小。目前，S Zorb 工业反应中采用保持适当的载硫量来降低辛烷值的损失[9,21]，其实质是保持吸附剂的高载硫量，来降低吸附剂的活性，减小辛烷值的损失。此外，研究表明，正丁烯相对消耗量与Ni的晶粒大小相关

图5 S Zorb待生剂的正丁烯相对消耗量(RB)和ZnS含量的关系Fig.5 Relationship between relative consumption ofbutane (RB) and ZnS mass fraction on S Zorb spent catalyst

图6 S Zorb待生剂正丁烯相对消耗量(RB)和积炭量的关系Fig.6 Relationship between relative consumption ofbutene (RB) and carbonaceous deposit mass fractionon S Zorb spent catalyst

图7 S Zorb待生剂的丁烯相对消耗量(RB)和NixSy占总Ni的百分比的关系Fig.7 Relationship between relative consumption ofbutene (RB) and n(NixSy)/n(Nitotal) onS Zorb spent catalyst

性较弱，线性负相关的系数仅为0.200，即Ni的晶粒尺寸对烯烃的加氢饱和消耗及辛烷值损失影响很小。

由22个S Zorb工业待生剂的Operando IR-MS表征结果可以看出，工业装置中S Zorb反应辛烷值损失较低的参考区间，即当催化剂组成为NixSy占总Ni的摩尔分数为16%～21%、ZnS质量分数为40%～45%、积炭质量分数为6%～8%时，正烯烃相对消耗量(RB)较低，辛烷值损失较低。由此可见，根据工业装置状况不同，设计合成最佳组成比例的S Zorb催化剂，可以将烯烃消耗控制到尽可能的低。这将为S Zorb反应的辛烷值损失控制提供重要参考依据。

图8为S Zorb待生剂中ZnS含量与积炭量的关联相关性。由图8可知，待生剂上ZnS含量和积炭量呈线性正相关，说明随着S Zorb脱硫反应的进行，更多的S生成ZnS；同时在活性中心上，脱硫后的烃浓度更高，更易形成积炭。

图8 S Zorb待生剂的ZnS含量和积炭含量的关系Fig.8 Relationship between ZnS and carbonaceousdeposit mass fraction on S Zorb spent catalyst

综上，S Zorb催化剂的组成结构和本征活性是影响汽油辛烷值损失的根本因素。因此，既要保证S Zorb催化剂有足够的脱硫能力，又要降低辛烷值损失，就要将催化剂上单质Ni和NixSy的相对含量控制在合理范围内。这可通过选择性调变表面Ni的赋存状态、抑制过多活性Ni、合理控制ZnS含量和积炭量等来实现。

3 结 论

(1)研究构建了用于S Zorb反应化学研究的Operando分析表征系统，成功地开发了S Zorb的烯烃反应表征技术。

(2)S Zorb催化剂的成分结构和本征活性是影响汽油辛烷值损失的根本因素。其中，催化剂上Ni的赋存状态至关重要。单质Ni的烯烃加氢能力强，是导致汽油辛烷值损失的重要原因。虽然NixSy对丁烯的吸附强于单质Ni，但其对烯烃加氢的催化性能较弱，因此NixSy的生成会抑制烯烃的加氢反应，有利于降低辛烷值损失。催化剂上ZnS和积炭的量都会影响Ni和NixSy的分布；S Zorb催化剂上NixSy、ZnS、积炭、ZnSiO4的生成都能使正丁烯加氢消耗减少，降低辛烷值损失。

(3)通过选择性调变表面Ni的赋存状态、抑制过多活性Ni、合理控制ZnS含量和积炭量可以将催化剂上单质Ni和NixSy的相对含量控制在合理范围内，从而保证S Zorb催化剂既有足够的脱硫能力，又能降低辛烷值损失。