오늘날 화학 산업의 90%에는 생산의 반응 속도와 선택성을 높이는 촉매 공정이 포함되어 있습니다. 산업 생산 시간이 증가함에 따라 촉매는 비활성화되며 이는 촉매 반응 속도가 감소하는 것입니다. 이 에디터는 비활성화된 촉매의 활동을 재생하여 더 나은 경제적, 환경적 이점을 창출하는 방법을 알려드립니다.
촉매 비활성화는 일정한 반응 조건에서 수행되는 촉매 반응의 전환율이 시간이 지남에 따라 감소하는 현상입니다. 촉매 비활성화 과정은 화학적, 열적, 기계적 세 가지 유형으로 나뉩니다.
- 화학적 비활성화
원인 결과
코킹(코킹) 표면적이 감소하고 막힘이 발생합니다.
금속 오염 표면적 감소 및 촉매 활성 감소
독극물 흡착, 활성 부위 감소
- 열 비활성화
- 기계적 비활성화
원인 결과
입자 파손 채널링 및 촉매 베드의 막힘
표면적 감소
- 촉매 재생
산업용 촉매 재생의 일반적인 규칙은 재생할 때마다 촉매의 활성도가 원래 활성도보다 낮아진다는 것입니다. 재생된 촉매의 작동 온도는 재생 전보다 훨씬 높습니다. 또한 비활성화된 촉매를 빈번하고 끝없이 반복하는 것은 불가능합니다. 결국 재생은 교체해야 합니다.
- 코킹(코크스) 비활성화 후 재생:
촉매를 사용하는 동안 표면에 탄소 침전물이 점진적으로 형성되어 촉매의 활성이 감소하는 과정입니다.
숯 연소(공기 + 수증기)는 일반적으로 코크스 침전물을 비활성화한 후 산업용 촉매에 사용됩니다.
촉매 기공의 탄소 함유 침전물을 일산화탄소와 이산화탄소로 산화시켜 촉매 활성을 회복할 수 있습니다.
퍼지 방법에서는 탄소 증착의 유기 부산물, 기계적 먼지 및 불순물이 촉매의 기공을 막거나 촉매 표면의 활성 중심을 덮어 그다지 심각하지 않은 경우 현장에서 퍼지 방법으로 제거할 수 있습니다.
재생성 시 주의가 필요한 사항:
재생 온도와 시간은 촉매가 소결되는 것을 방지하기 위해 잘 조정되며, 재생 주기는 코킹의 축적 속도에 따라 달라집니다.
- 금속 오염 비활성화 및 재생
금속 오염의 원인은 원유 또는 석탄 직접 액화 액체의 금속 화합물, 금속 포르피린 복합체 또는 비포르피린 화합물(주로 V, Ni, Fe, Cu, Ca, Mg, Na, K 등)입니다.
촉매 재생 전
촉매 재생 후
예방 방법: 원료에서 포르피린을 제거하는 화학적 방법 또는 흡착 방법, 첨가제(안티몬 화합물) 추가, 금속 불순물과 합금을 형성하여 부동태화하는 방법.
- 중독 비활성화 및 재생
촉매와 접촉한 유체 내 소량의 불순물이 촉매의 활성에 흡착되어 촉매의 활성이 현저히 감소하거나 심지어 사라집니다.
중독은 가역적 중독, 재생 가능한 중독, 일시적 중독으로 나뉩니다;
예방 조치: 반응 섹션에 들어가기 전에 독극물을 제거하세요.
- 신터링 비활성화 후 재생
촉매의 소결은 사용 과정에서 결정체 크기가 점차 커지거나 1차 입자가 커지는 현상입니다.
예방 조치: 작동 조건 선택 작동 온도는 일반적으로 0.5Tm인 타만 온도보다 낮습니다. 캐리어 선택: Ni/Cr2O3 촉매 Ni/Cr2O3-Al2O3 구조, 보조제(세퍼레이터) 추가.
재생 방법: 입자가 큰 금속이 산소에 의해 산화되면 H2로 환원됩니다.
다섯, 적용 사례
귀금속 촉매 재생:
석유 회사에서 일반적으로 사용하는 백금 산화 불소 촉매의 재생은 주로 촉매 표면의 과도한 탄소로 인해 비활성화됩니다.
솔루션 : 유동층 숯 연소 방법, 촉매는 유동층에서 자연 공기에서 3-4 회 앞뒤로 연소되고 온도는 점차 저온에서 고온으로 변하고 최대 온도는 450 ℃를 초과하지 않습니다. 질소 고정층 숯 연소 방법, 선택에 고정 침대에서 질소가 공기에 첨가되고 255-455 ° C 범위의 온도에서 느린 탄화 및 디코킹 활동이 수행됩니다.
미국의 관련 연구에 따르면 산소와 접촉하는 촉매의 경우 산소 산화 원리를 이용해 촉매 표면의 탄소 침전물을 제거하고, 가스 환원을 이용하는 것으로 나타났습니다.
귀금속 함유 제올라이트 촉매는 표면에 탄소성 침전물이 과도하게 쌓여 있습니다. 촉매 표면의 독을 제거하는 일반적인 방법은 금속을 재분산하여 촉매의 활성이 회복되도록 하는 것입니다.
유황에 중독된 제올라이트 함유 촉매를 재활성화하는 방법: 재생된 촉매를 브론스테드산 화합물 수용액과 접촉시켜 축적된 귀금속을 분산시킵니다. 산 처리를 하는 경우, 귀금속의 분산 정도를 개선하기 위해 산화 처리 방법을 사용합니다.
탄소 운반체 귀금속 촉매의 재생. 일반적으로 아세트산과 산소에 청색을 첨가하여 아세트산 비닐을 합성하는 공정에 사용됩니다. 일반적인 처리 방법은 잿물 세척과 다중 세척을 사용하는 것입니다. 다중 세척 방법은 260-300℃의 뜨거운 물로 촉매를 세척하는 것입니다. 묽은 잿물로 세척한 후 촉매와 농도는 13%여야 합니다. 30% 잿물과 접촉하고 온도를 3-100℃ 범위로 유지하며 접촉 시간은 1-10시간입니다. 촉매를 원래 수준으로 완전히 복원 할뿐만 아니라 촉매의 수명을 연장합니다.
비귀금속 촉매 재생:
Ca 중독, 촉매 교체량 증가, 상압에서 전기 담수화 효과 향상, 석회질 제거제 주입, 지용성 유화제 사용;
V 중독, 촉매 교체량을 늘리고, 더 나은 균형제 또는 자기 분리제로 교체하고, Ni 및 V 바이메탈 패시베이터를 사용합니다;
Ni 계열 촉매가 재생됩니다. 재생 처리의 초기 단계에서 이러한 종류의 촉매는 원자로가 연소되기 전에 촉매의 황화물 물질을 청소해야하며 탈코크 처리를 위해 가열로 튜브를 사용해야합니다. 촉매의 탈유는 주로 투명한 오일로 대체됩니다. 이를 처리하는 방법.
둘째, 수증기-공기 재생 기술입니다. 이러한 종류의 재생 기술 운영 방식은 비교적 간단하고 생성 된 배기 가스가 다운 스트림 장비에 영향을 미치지 않으며 오염도가 낮습니다.
바나듐 촉매의 재생. 바나듐 기반 촉매의 재생 메커니즘은 주로 탈이온수 침지법을 사용하여 물에 녹을 수 있는 중독 물질을 직접 용해시킨 다음 씻어내는 것입니다. 황산 담금 처리 방법을 사용하면 모든 알칼리 금속 중독 요소를 제거하고 동시에 촉매에 황화를 생성 할 수 있습니다.
바나듐 기반 촉매의 재생 공정은 먼저 로스팅 방법을 사용하여 활성을 잃은 촉매 표면의 탄소 침전물을 청소하고 매칭에 더 적합한 입자 크기를 선택하고 촉매 표면의 활성 조직 구조를 효과적으로 구성하고 함침을 사용하여 활성 성분을 보충한 다음 드럼을 사용하여 탈수, 건조, 건조 활성화 및 기타 처리를 하는 것입니다.
Co 기반 촉매의 재생. Co의 가격이 상대적으로 비싸고 재생 기술이 더 복잡합니다. Co 기반 촉매를 작동하는 동안 촉매 표면에 더 많은 탄소 침전물이 쌓여 촉매의 활성을 잃게 됩니다. 이러한 유형의 촉매의 경우 현장 기술을 통해 촉매의 활성을 정상 수준으로 복원 할 수 있지만 재생 과정에서 촉매의 성능이 변경되는 것이 더 쉽습니다.
또한 수소 처리 촉매의 온도와 높이에 따라 노출된 Mo2+ 이온은 증가하고 그에 따라 Co2+는 감소합니다. 재생 처리는 400°C 이상의 고온에서 수행됩니다. 물의 존재는 촉매의 기능에 어느 정도 영향을 미치며 수소화 전환 및 수소화 활성화의 성능이 저하됩니다.
여섯, 촉매 비활성화를 방지하기 위한 몇 가지 제안 사항
- 원재료의 분석 및 실행을 강화하고 불순물 함량을 정기적으로 분석합니다.
- 원자재 관리를 강화하고 탱크 교환, 특히 2차 가공유 분석에 주의를 기울이세요.
- 탈황제와 탈염제를 신중하게 선택하고, 크롬 몰리브덴을 선택하고, 아연과 나트륨을 선택하지 않도록 하세요.
- 장치의 특성에 따라 촉매를 합리적으로 선택합니다.
- 운영 관리 및 직원 교육을 강화하고 운영자의 책임감을 높입니다.
- 촉매 비활성화의 다양한 원인에 따른 대응 계획과 조치를 개발하세요.
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