Atualmente, o 90% do setor químico contém processos catalisadores, que aumentam a taxa de reação e a seletividade na produção. Com o aumento do tempo de produção industrial, o catalisador será desativado, o que representa uma diminuição na taxa da reação catalítica. O editor informa como regenerar a atividade do catalisador desativado para produzir melhores benefícios econômicos e ambientais.
A desativação do catalisador é um fenômeno no qual a taxa de conversão de uma reação catalítica realizada sob condições de reação constantes diminui com o tempo. O processo de desativação do catalisador é dividido em três tipos: químico, térmico e mecânico.
- Inativação química
Resultado da causa
A área da superfície de coqueificação (coqueificação) é reduzida, entupindo
Contaminação por metais Área de superfície reduzida e atividade catalítica reduzida
Adsorção de veneno, redução do local ativo
- Inativação por calor
- Inativação mecânica
Resultado da causa
Quebra de partículas Canalização e bloqueio do leito do catalisador
Área de superfície reduzida
- Regeneração do catalisador
A regra geral da regeneração do catalisador industrial é que toda vez que ele for regenerado, sua atividade será menor do que a atividade original. A temperatura operacional do catalisador regenerado é significativamente mais alta do que antes da regeneração. Além disso, é impossível que o catalisador desativado seja repetido de forma frequente e interminável. A regeneração acabará precisando ser substituída.
- Regeneração após a desativação da coqueificação (coqueificação):
Durante o uso do catalisador, o processo de redução da atividade do catalisador devido à formação gradual de depósitos de carbono na superfície.
A queima de carvão vegetal (ar + vapor de água) é comumente usada em catalisadores industriais após a desativação de depósitos de coque
Ao oxidar os depósitos que contêm carbono nos poros do catalisador em monóxido de carbono e dióxido de carbono, a atividade catalítica pode ser restaurada.
No método de purga, os subprodutos orgânicos da deposição de carbono, a poeira mecânica e as impurezas que não são muito graves bloqueiam os poros do catalisador ou cobrem os centros ativos da superfície do catalisador e podem ser removidos pelo método de purga in situ.
Assuntos que precisam de atenção durante a regeneração:
A temperatura e o tempo de regeneração são bem ajustados para evitar a sinterização do catalisador; o ciclo de regeneração varia de acordo com a taxa de acúmulo de coqueificação.
- Inativação e regeneração da poluição por metais
As fontes de poluição por metais são compostos metálicos em petróleo bruto ou carvão diretamente liquefeito, complexos de porfirina metálica ou compostos não porfirínicos, principalmente V, Ni, Fe, Cu, Ca, Mg, Na, K, etc.
Antes da regeneração do catalisador
Após a regeneração do catalisador
Método de prevenção: método químico ou método de adsorção para remover a porfirina das matérias-primas, adicionando aditivos (compostos de antimônio), formando ligas com impurezas metálicas para passivá-las.
- Inativação e regeneração de envenenamento
Uma pequena quantidade de impurezas no fluido em contato com o catalisador é adsorvida na atividade do catalisador, e a atividade do catalisador é significativamente reduzida ou até mesmo desaparece.
O envenenamento é dividido em: envenenamento reversível, renovável e temporário;
Medidas de prevenção: remova os venenos antes de entrar na seção de reação.
- Regeneração após a desativação da sinterização
A sinterização do catalisador é um fenômeno no qual o tamanho do cristalito aumenta gradualmente ou as partículas primárias crescem durante o processo de uso.
Medidas de prevenção: seleção das condições de operação A temperatura de trabalho é menor do que a temperatura Tammann, geralmente 0,5Tm. Seleção do transportador: Catalisador de Ni/Cr2O3 Estrutura de Ni/Cr2O3-Al2O3, adicionando agente auxiliar (separador).
Método de regeneração: Depois que o metal de granulação grande é oxidado pelo oxigênio, ele é reduzido pelo H2.
Cinco, exemplos de aplicativos
Regeneração de catalisador de metal precioso:
①Regeneração de catalisadores de flúor oxidados com platina, esses catalisadores geralmente usados por empresas de petróleo, a desativação se deve principalmente ao excesso de carbono na superfície do catalisador.
Solução: método de queima de carvão em leito fluidizado, o catalisador é queimado para frente e para trás no ar natural em um leito fluido por 3 a 4 vezes, a temperatura muda gradualmente de baixa para alta e a temperatura máxima não excede 450°C; método de queima de carvão em leito fixo de nitrogênio, fixado na seleção No leito, o nitrogênio é adicionado ao ar e as atividades de carbonização e descoqueamento lentas são realizadas a uma temperatura na faixa de 255 a 455°C.
②Pesquisas relevantes nos Estados Unidos mostram que, para catalisadores que estão em contato com o oxigênio, os depósitos de carbono na superfície do catalisador são removidos usando o princípio da oxidação do oxigênio, e a redução de gás é usada.
③O catalisador de zeólita contendo metal nobre tem sedimento carbonáceo excessivo depositado na superfície. O método comum para eliminar venenos na superfície do catalisador é redispersar o metal para garantir que a atividade do catalisador seja restaurada.
④ Método para reativar o catalisador contendo zeólito envenenado por enxofre: entre em contato com o catalisador regenerado com uma solução aquosa de composto de ácido de Bronsted e disperse os metais preciosos acumulados. Se o tratamento com ácido for realizado, use o método de oxidação para o tratamento a fim de melhorar o grau de dispersão dos metais preciosos.
⑤ Regeneração do catalisador de metal precioso do transportador de carbono. Geralmente é usado no processo de adição de azul ao ácido acético e oxigênio para sintetizar o acetato de vinila. O método geral de tratamento é usar lavagem com lixívia e lavagens múltiplas. O método de lavagem múltipla consiste em lavar o catalisador em água quente a 260-300 ℃. Após a lavagem com lixívia diluída, o catalisador e a concentração devem ser 13%. Entre em contato com soda cáustica -30%, mantenha a temperatura na faixa de 3-100°C e o tempo de contato é de 1-10 horas. Isso não só faz com que o catalisador seja completamente restaurado ao seu nível original, mas também prolonga a vida útil do catalisador.
Regeneração de catalisador de metal não precioso:
① Envenenamento por Ca, aumento da quantidade de substituição do catalisador, aumento do efeito da dessalinização elétrica em pressão normal, injeção de agente descalcificador e uso de desemulsificante solúvel em óleo;
V, aumentar a quantidade de substituição do catalisador, substituir por um agente de equilíbrio ou agente de separação magnética melhor e usar passivadores bimetálicos de Ni e V;
Os catalisadores da série Ni são regenerados. No estágio inicial do tratamento de regeneração, esse tipo de catalisador precisa limpar as substâncias sulfetadas do catalisador antes da queima do reator, e também precisa usar o tubo do forno de aquecimento para o tratamento de descoqueamento. A remoção de óleo do catalisador é substituída principalmente por óleo transparente. Maneira de lidar com isso.
Em segundo lugar, a tecnologia de regeneração de vapor de água e ar. Esse tipo de método de operação da tecnologia de regeneração é relativamente simples, o gás de escape produzido não tem efeito sobre o equipamento posterior e o grau de poluição é baixo.
② Regeneração do catalisador de vanádio. O mecanismo de regeneração dos catalisadores à base de vanádio consiste principalmente em usar a imersão em água deionizada para dissolver diretamente as substâncias venenosas que podem ser dissolvidas em água e depois lavá-las. O uso do método de tratamento de imersão em ácido sulfúrico pode eliminar todos os elementos de envenenamento de metal alcalino e, ao mesmo tempo, produzir sulfatação no catalisador.
O processo de regeneração do catalisador à base de vanádio consiste em usar primeiro o método de torrefação para limpar os depósitos de carbono na superfície do catalisador que perdeu sua atividade, selecionar um tamanho de partícula mais apropriado para a correspondência e organizar efetivamente a estrutura do tecido ativo na superfície do catalisador e usar a impregnação para complementar a adição dos componentes ativos e, em seguida, usar o tambor para desidratação, secagem, ativação da secagem e outros tratamentos.
③ Regeneração de catalisadores à base de Co. O preço do Co é relativamente alto, e a tecnologia de regeneração é mais complicada. Durante a operação do catalisador à base de Co, o catalisador perde sua atividade devido a mais depósitos de carbono na superfície do catalisador. Para esse tipo de catalisador, a atividade do catalisador pode ser restaurada a um nível normal por meio da tecnologia in-situ, mas, durante o processo de regeneração, é mais fácil fazer com que o desempenho do catalisador seja alterado.
Além disso, com o aumento da temperatura e da altura do catalisador de hidrotratamento, os íons Mo2+ expostos aumentarão, e o Co2+ diminuirá de acordo. O tratamento de regeneração é realizado em uma temperatura alta, acima de 400°C. A presença de água afetará a função do catalisador até certo ponto, e o desempenho da conversão da hidrogenação e da ativação da hidrogenação será reduzido.
Seis, várias sugestões para evitar a desativação do catalisador
- Fortalecer a análise e a implementação de matérias-primas e analisar regularmente o conteúdo de impurezas.
- Fortaleça o gerenciamento de matérias-primas, preste atenção à análise da troca de tanques, especialmente o óleo de processamento secundário.
- Escolha cuidadosamente o agente de dessulfurização e o agente de decloração, escolha o cromo molibdênio e tente não escolher o zinco e o sódio.
- De acordo com as características do dispositivo, selecione o catalisador de forma razoável.
- Fortalecer o gerenciamento de operações e o treinamento de pessoal e melhorar a responsabilidade dos operadores.
- Desenvolver planos e medidas correspondentes de acordo com as diferentes causas da desativação do catalisador.
Entre em contato conosco agora!
Se precisar de COA, MSDS ou TDS, preencha suas informações de contato no formulário abaixo. Normalmente, entraremos em contato em 24 horas. Você também pode me enviar um e-mail info@longchangchemical.com durante o horário comercial (das 8h30 às 18h UTC+8 de segunda a sábado) ou use o bate-papo ao vivo do site para obter uma resposta imediata.
Este artigo foi escrito pelo Departamento de P&D da Longchang Chemical. Se você precisar copiar e reimprimir, indique a fonte.