Сегодня 90% химической промышленности содержит каталитические процессы, которые увеличивают скорость реакции и селективность производства. С увеличением времени промышленного производства катализатор деактивируется, что приводит к снижению скорости каталитической реакции. Редактор расскажет вам, как восстановить активность деактивированного катализатора, чтобы получить больший экономический и экологический эффект.
Деактивация катализатора — это явление, при котором скорость каталитической реакции, протекающей при постоянных условиях, снижается с течением времени. Процесс деактивации катализатора подразделяется на три типа: химический, термический и механический.
Химическая инактивация
Причина результат
Коксование (коксование) Площадь поверхности уменьшается, происходит засорение
Загрязнение металлами Уменьшение площади поверхности и снижение каталитической активности
Адсорбция ядов, уменьшение активного участка
Тепловая инактивация
Механическая инактивация
Причина результат
Разрушение частиц Канализация и блокировка слоя катализатора
Уменьшение площади поверхности
Регенерация катализатора
Общее правило регенерации промышленных катализаторов заключается в том, что при каждой регенерации их активность будет ниже исходной. Рабочая температура регенерированного катализатора значительно выше, чем до регенерации. Кроме того, невозможно часто и бесконечно повторять регенерацию деактивированного катализатора. В конечном итоге потребуется замена регенерата.
Регенерация после деактивации коксования (коксования):
В процессе использования катализатора, процесс снижения активности катализатора из-за постепенного образования углеродных отложений на поверхности.
Сжигание древесного угля (воздух + водяной пар) обычно используется в промышленных катализаторах после деактивации коксовых отложений.
Окисление углеродсодержащих отложений в порах катализатора до монооксида и диоксида углерода позволяет восстановить каталитическую активность.
В методе очистки органические побочные продукты осаждения углерода, механическая пыль и примеси, которые не являются очень серьезными, блокируют поры катализатора или покрывают активные центры на поверхности катализатора, и могут быть удалены методом очистки на месте.
Вопросы, требующие внимания во время регенерации:
Температура и время регенерации должны быть хорошо отрегулированы, чтобы предотвратить спекание катализатора; цикл регенерации зависит от скорости накопления кокса.
Инактивация и регенерация металлических загрязнений
Источниками металлического загрязнения являются соединения металлов в сырой нефти или угле, непосредственно сжиженном жидком виде, порфириновые комплексы металлов или непорфириновые соединения, в основном V, Ni, Fe, Cu, Ca, Mg, Na, K и т.д.
До регенерации катализатора
После регенерации катализатора
Метод предотвращения: химический метод или метод адсорбции для удаления порфирина в сырье, добавление присадок (соединений сурьмы), формирование сплавов с примесями металлов для их пассивации.
Инактивация и регенерация отравлений
Небольшое количество примесей в жидкости, с которой контактирует катализатор, адсорбируется на активности катализатора, и активность катализатора значительно снижается или даже исчезает.
Отравления делятся на: обратимые отравления, возобновляемые, временные отравления;
Меры профилактики: удалять яды перед входом в реакционную секцию.
Регенерация после деактивации спеканием
Спекание катализатора — это явление, при котором размер кристаллитов постепенно увеличивается или первичные частицы растут в процессе использования.
Меры по предотвращению: выбор условий эксплуатации Рабочая температура ниже температуры Таммана, обычно 0,5 Тм. Выбор носителя: Ni/Cr2O3 катализатор Ni/Cr2O3-Al2O3 структуры, добавление вспомогательного агента (сепаратора).
Метод регенерации: После того, как крупнозернистый металл окисляется кислородом, он восстанавливается H2.
Пятое, примеры применения
Регенерация катализатора из драгоценных металлов:
① Регенерация платинооксидированных фторидных катализаторов, такие катализаторы обычно используются нефтяными компаниями, деактивация в основном связана с избытком углерода на поверхности катализатора.
Решение: метод сжигания угля в кипящем слое, катализатор сжигается в естественном воздухе в кипящем слое в течение 3-4 раз, температура постепенно меняется от низкой к высокой, а максимальная температура не превышает 450℃; метод сжигания угля в азотном фиксированном слое, фиксированный в выборе В слое, азот добавляется в воздух, и медленное обугливание и декоксование деятельности осуществляется при температуре в диапазоне 255-455°C.
② Соответствующие исследования в США показывают, что для катализаторов, находящихся в контакте с кислородом, углеродные отложения на поверхности катализатора удаляются с помощью принципа окисления кислородом, и используется восстановление газа.
③ Цеолитный катализатор, содержащий благородные металлы, имеет избыточный углеродистый осадок, отложенный на поверхности. Общим методом устранения ядов на поверхности катализатора является передиспергирование металла для обеспечения восстановления активности катализатора.
④ Метод реактивации отравленного серой цеолитсодержащего катализатора: контакт регенерированного катализатора с водным раствором соединения кислоты Бронстеда и диспергирование накопленных благородных металлов. Если проводится кислотная обработка, используйте метод окисления для обработки, чтобы улучшить степень диспергирования драгоценных металлов.
⑤ Регенерация катализатора драгоценных металлов на углеродном носителе. Обычно он используется в процессе добавления синьки к уксусной кислоте и кислорода для синтеза винилацетата. Общий метод обработки заключается в использовании промывки щелочью и многократной промывки. Метод многократной промывки заключается в промывке катализатора под горячей водой при температуре 260-300℃. После промывки разбавленной щелочью концентрация катализатора должна составлять 13%. Контакт с -30% щелочью, поддерживайте температуру в диапазоне 3-100℃, а время контакта составляет 1-10 часов. Катализатор не только полностью восстанавливается до исходного уровня, но и продлевает срок службы катализатора.
Регенерация катализатора из недрагоценных металлов:
① отравление Ca, увеличить объем замены катализатора, усилить эффект электрического опреснения при нормальном давлении, ввести средство для удаления накипи и использовать маслорастворимый деэмульгатор;
отравление V, увеличить количество замены катализатора, заменить на более качественный балансирующий агент или агент магнитной сепарации, а также использовать биметаллические пассиваторы Ni и V;
Катализаторы серии Ni подвергаются регенерации. На ранней стадии регенерации катализатора необходимо очистить катализатор от сульфидных веществ перед сжиганием в реакторе, а также использовать трубу нагревательной печи для очистки от коксования. Обезжиривание катализатора в основном заменяется чистым маслом. Способ борьбы с этим.
Во-вторых, технология регенерации водяного пара и воздуха. Этот вид технологии регенерации относительно прост, производимый выхлопной газ не влияет на последующее оборудование, а степень загрязнения низкая.
② Регенерация ванадиевого катализатора. Механизм регенерации катализаторов на основе ванадия заключается в основном в использовании деионизированной воды для непосредственного растворения отравляющих веществ, которые могут быть растворены в воде, а затем смыть их. Использование метода обработки серной кислотой позволяет удалить все отравляющие элементы щелочных металлов и в то же время произвести сульфатацию катализатора.
Процесс регенерации катализатора на основе ванадия заключается в том, что сначала используется метод обжига для очистки углеродных отложений на поверхности катализатора, который потерял свою активность, и выбирается более подходящий размер частиц для согласования, и эффективно организуется структура активной ткани на поверхности катализатора, и используется пропитка для добавления активных компонентов, а затем используется барабан для обезвоживания, сушки, активации сушки и других процедур.
③ Регенерация катализаторов на основе Co. Цена Co относительно высока, а технология регенерации более сложна. В процессе эксплуатации катализатора на основе Со, катализатор теряет свою активность из-за увеличения количества углеродных отложений на поверхности катализатора. Для этого типа катализаторов активность катализатора может быть восстановлена до нормального уровня с помощью технологии in-situ, но в процессе регенерации легче вызвать изменение характеристик катализатора.
Кроме того, с повышением температуры и высоты катализатора гидроочистки увеличивается количество ионов Mo2+, а Co2+, соответственно, уменьшается. Регенерационная обработка проводится при высокой температуре, превышающей 400°C. Присутствие воды в определенной степени влияет на работу катализатора, и производительность конверсии гидрогенизации и активации гидрогенизации снижается.
В-шестых, несколько предложений по предотвращению деактивации катализатора
Усилить анализ и внедрение сырья, регулярно анализировать содержание примесей.
Усилить управление сырьем, обратить внимание на анализ смены резервуаров, особенно на вторичную переработку нефти.
Тщательно выбирайте сероочиститель и дехлорирующий агент, выбирайте хром-молибден и старайтесь не выбирать цинк и натрий.
В соответствии с характеристиками устройства разумно подбирайте катализатор.
Усильте управление эксплуатацией и обучение персонала, повысьте ответственность операторов.
Разработайте соответствующие планы и меры в соответствии с различными причинами деактивации катализатора.
Свяжитесь с нами сейчас!
Если вам нужен COA, MSDS или TDS, пожалуйста, заполните вашу контактную информацию в форме ниже, мы обычно связываемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне по электронной почте info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 до 18:00 UTC+8 пн.-сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.
Эта статья была написана отделом исследований и разработок Longchang Chemical. При копировании и перепечатке, пожалуйста, указывайте источник.