Heute werden in der chemischen Industrie 90% Katalysatorprozesse eingesetzt, die die Reaktionsgeschwindigkeit und die Selektivität in der Produktion erhöhen. Mit zunehmender Dauer der industriellen Produktion wird der Katalysator deaktiviert, was zu einer Verringerung der katalytischen Reaktionsgeschwindigkeit führt. Der Redakteur erklärt Ihnen, wie Sie die Aktivität des deaktivierten Katalysators regenerieren können, um bessere wirtschaftliche und ökologische Vorteile zu erzielen.

Katalysatordeaktivierung ist ein Phänomen, bei dem die Umsatzrate einer katalytischen Reaktion, die unter konstanten Reaktionsbedingungen durchgeführt wird, mit der Zeit abnimmt. Der Prozess der Katalysatordeaktivierung wird in drei Arten unterteilt: chemisch, thermisch und mechanisch.

1. Chemische Inaktivierung

Ursache Ergebnis

Verkokung (Verkokungsfläche) wird reduziert, Verstopfung

Metallkontamination Verkleinerte Oberfläche und geringere katalytische Aktivität

Adsorption von Giften, Reduktion der aktiven Seite

2. Hitze-Inaktivierung
3. Mechanische Inaktivierung

Ursache Ergebnis

Partikelbruch Kanalisierung und Verstopfung des Katalysatorbetts

Verkleinerte Oberfläche

4. Regeneration von Katalysatoren

Bei der Regeneration von Industriekatalysatoren gilt die allgemeine Regel, dass die Aktivität bei jeder Regeneration geringer ist als die ursprüngliche Aktivität. Die Betriebstemperatur des regenerierten Katalysators ist wesentlich höher als die vor der Regeneration. Außerdem kann der deaktivierte Katalysator nicht häufig und endlos wiederholt werden. Die Regenerierung muss irgendwann ersetzt werden.

1. Regeneration nach der Deaktivierung der Verkokung (Verkokung):

Während der Verwendung des Katalysators wird die Aktivität des Katalysators durch die allmähliche Bildung von Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche verringert.

Die Verbrennung von Holzkohle (Luft + Wasserdampf) wird üblicherweise in industriellen Katalysatoren nach der Deaktivierung von Koksablagerungen verwendet.

Durch Oxidation der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen in den Katalysatorporen zu Kohlenmonoxid und Kohlendioxid kann die katalytische Aktivität wiederhergestellt werden.

Bei der Purge-Methode verstopfen die organischen Nebenprodukte der Kohlenstoffabscheidung, mechanischer Staub und weniger schwerwiegende Verunreinigungen die Poren des Katalysators oder bedecken die aktiven Zentren der Katalysatoroberfläche und können durch die Purge-Methode in situ entfernt werden.

Fragen, die während der Aufbereitung zu beachten sind:

Die Regenerationstemperatur und -zeit sind so eingestellt, dass der Katalysator nicht versintert; der Regenerationszyklus hängt von der Verkokungsrate ab.

2. Inaktivierung und Regenerierung der Metallverschmutzung

Die Quellen der Metallverschmutzung sind Metallverbindungen in direkt verflüssigtem Rohöl oder Kohle, Metallporphyrinkomplexe oder Nichtporphyrinverbindungen, hauptsächlich V, Ni, Fe, Cu, Ca, Mg, Na, K usw.

Vor der Regeneration des Katalysators

Nach der Regeneration des Katalysators

Vorbeugende Maßnahmen: chemische Verfahren oder Adsorptionsverfahren zur Entfernung von Porphyrin in Rohstoffen, Zugabe von Zusatzstoffen (Antimonverbindungen), Bildung von Legierungen mit Metallverunreinigungen, um diese zu passivieren.

3. Inaktivierung und Regeneration von Vergiftungen

Eine geringe Menge an Verunreinigungen in der Flüssigkeit, mit der der Katalysator in Berührung kommt, wird an der Aktivität des Katalysators adsorbiert, und die Aktivität des Katalysators wird erheblich reduziert oder verschwindet sogar.

Vergiftungen werden unterteilt in: reversible Vergiftungen, erneuerbare, vorübergehende Vergiftungen;

Vorbeugende Maßnahmen: Entfernen Sie Gifte, bevor Sie den Reaktionsbereich betreten.

4. Regeneration nach Deaktivierung der Sinterung

Die Sinterung des Katalysators ist ein Phänomen, bei dem sich die Kristallitgröße allmählich vergrößert oder die Primärteilchen während des Nutzungsprozesses anwachsen.

Vorbeugende Maßnahmen: Auswahl der Betriebsbedingungen Die Arbeitstemperatur ist niedriger als die Tammann-Temperatur, normalerweise 0,5 Tm. Auswahl des Trägers: Ni/Cr2O3-Katalysator Ni/Cr2O3-Al2O3-Struktur, Zusatz von Hilfsmitteln (Separator).

Regenerationsverfahren: Nachdem das großkörnige Metall durch Sauerstoff oxidiert wurde, wird es durch H2 reduziert.

Fünf, Anwendungsbeispiele

Regeneration von Edelmetallkatalysatoren:

①Regenerierung von platinoxidierten Fluoridkatalysatoren, wie sie in der Regel von Erdölunternehmen verwendet werden, Deaktivierung ist hauptsächlich auf übermäßigen Kohlenstoff auf der Oberfläche des Katalysators zurückzuführen.

Lösung: Wirbelschichtkohleverbrennungsmethode, der Katalysator wird in natürlicher Luft in einer Wirbelschicht 3-4 Mal hin und her gebrannt, die Temperatur ändert sich allmählich von niedrig zu hoch, und die Höchsttemperatur überschreitet nicht 450℃; Stickstoff-Festbettkohleverbrennungsmethode, fixiert in der Auswahl Im Bett wird Stickstoff zur Luft hinzugefügt, und langsame Verkohlungs- und Entkokungsaktivitäten werden bei einer Temperatur im Bereich von 255-455°C durchgeführt.

Einschlägige Forschungsarbeiten in den Vereinigten Staaten zeigen, dass bei Katalysatoren, die mit Sauerstoff in Berührung kommen, die Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche des Katalysators nach dem Prinzip der Sauerstoffoxidation entfernt werden und eine Gasreduktion erfolgt.

Der edelmetallhaltige Zeolith-Katalysator weist übermäßige kohlenstoffhaltige Ablagerungen auf der Oberfläche auf. Die übliche Methode zur Beseitigung von Giften auf der Katalysatoroberfläche besteht darin, das Metall neu zu dispergieren, um sicherzustellen, dass die Aktivität des Katalysators wiederhergestellt wird.

④ Verfahren zur Reaktivierung eines schwefelvergifteten zeolithhaltigen Katalysators: Der regenerierte Katalysator wird mit einer wässrigen Lösung einer Brönsted-Säure-Verbindung in Kontakt gebracht, und die angesammelten Edelmetalle werden dispergiert. Wenn eine Säurebehandlung durchgeführt wird, ist eine Oxidationsmethode anzuwenden, um den Dispersionsgrad der Edelmetalle zu verbessern.

⑤ Regeneration von Kohlenstoffträger-Edelmetallkatalysatoren. Er wird in der Regel im Prozess der Zugabe von Blau zu Essigsäure und Sauerstoff zur Synthese von Vinylacetat verwendet. Die allgemeine Behandlungsmethode ist das Waschen mit Lauge und das mehrfache Waschen. Bei der Mehrfachwäsche wird der Katalysator in heißem Wasser bei 260-300℃ gewaschen. Nach dem Waschen mit verdünnter Lauge müssen der Katalysator und die Konzentration 13% betragen. Kontakt mit -30% Lauge, halten Sie die Temperatur im Bereich von 3-100℃, und die Kontaktzeit beträgt 1-10 Stunden. Dadurch wird nicht nur der Katalysator vollständig wiederhergestellt, sondern auch die Lebensdauer des Katalysators verlängert.

Regeneration von Nicht-Edelmetall-Katalysatoren:

Ca-Vergiftung, Erhöhung des Katalysatorersatzes, Verstärkung der Wirkung der elektrischen Entsalzung bei Normaldruck, Einspritzen eines Entkalkungsmittels und Verwendung eines öllöslichen Demulgators;

V-Vergiftung zu vermeiden, die Menge des Katalysatorersatzes zu erhöhen, durch ein besseres Ausgleichsmittel oder magnetisches Trennmittel zu ersetzen und Ni- und V-Bimetall-Passivatoren zu verwenden;

Katalysatoren der Ni-Serie werden regeneriert. In der Anfangsphase der Regenerationsbehandlung müssen bei dieser Art von Katalysatoren die sulfidierten Substanzen des Katalysators gereinigt werden, bevor der Reaktor verbrannt wird, und es muss auch das Rohr des Heizofens für die Entkokungsbehandlung verwendet werden. Die Entölung des Katalysators wird hauptsächlich durch klares Öl ersetzt. Wie man damit umgeht.

Zweitens: Wasserdampf-Luft-Regenerationstechnik. Diese Art der Regenerationstechnologie ist relativ einfach, das erzeugte Abgas hat keine Auswirkungen auf die nachgeschalteten Anlagen, und der Verschmutzungsgrad ist gering.

② Regeneration von Vanadium-Katalysatoren. Der Regenerationsmechanismus von Katalysatoren auf Vanadiumbasis besteht hauptsächlich darin, entionisiertes Wasser zu verwenden, um giftige Substanzen, die in Wasser gelöst werden können, direkt aufzulösen und sie dann abzuwaschen. Durch die Behandlung mit Schwefelsäure können alle vergiftenden Alkalimetallelemente entfernt und gleichzeitig eine Sulfatierung des Katalysators erreicht werden.

Der Regenerationsprozess des Katalysators auf Vanadiumbasis besteht darin, zunächst die Röstmethode zu verwenden, um die Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche des Katalysators zu reinigen, der seine Aktivität verloren hat, und eine geeignetere Partikelgröße für die Anpassung auszuwählen und die aktive Gewebestruktur auf der Katalysatoroberfläche effektiv zu organisieren, und die Imprägnierung zu verwenden, um die aktiven Komponenten zu ergänzen, und dann die Trommel für die Dehydrierung, Trocknung, Trocknungsaktivierung und andere Behandlungen zu verwenden.

③ Regeneration von Katalysatoren auf Co-Basis. Der Preis von Co ist relativ hoch, und die Regenerationstechnologie ist komplizierter. Während des Betriebs des Katalysators auf Co-Basis verliert der Katalysator seine Aktivität, da sich mehr Kohlenstoff auf der Oberfläche des Katalysators ablagert. Bei dieser Art von Katalysator kann die Aktivität des Katalysators durch In-situ-Technologie wieder auf ein normales Niveau gebracht werden, aber während des Regenerationsprozesses ist es einfacher, die Leistung des Katalysators zu verändern.

Außerdem nehmen mit steigender Temperatur und Höhe des Hydrotreating-Katalysators die freiliegenden Mo2+-Ionen zu und die Co2+-Ionen entsprechend ab. Die Regenerationsbehandlung wird bei einer hohen Temperatur von über 400°C durchgeführt. Das Vorhandensein von Wasser beeinträchtigt die Funktion des Katalysators bis zu einem gewissen Grad, und die Leistung der Hydrierungsumwandlung und der Hydrierungsaktivierung wird verringert.

Sechs, einige Vorschläge zur Verhinderung der Deaktivierung des Katalysators

1. Verstärkung der Analyse und Umsetzung von Rohstoffen und regelmäßige Analyse des Gehalts an Verunreinigungen.
2. Stärkung der Verwaltung der Rohstoffe, achten Sie auf die Analyse der Tankwechsel, insbesondere der sekundären Verarbeitung Öl.
3. Wählen Sie sorgfältig Entschwefelungsmittel und Entchlorungsmittel, wählen Sie Chrom-Molybdän und versuchen Sie, kein Zink und Natrium zu wählen.
4. Wählen Sie den Katalysator je nach den Eigenschaften des Geräts angemessen aus.
5. Stärkung des Betriebsmanagements und der Personalschulung sowie Verbesserung der Verantwortung der Betreiber.
6. Entwicklung entsprechender Pläne und Maßnahmen je nach den verschiedenen Ursachen der Katalysatordeaktivierung.

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