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催化劑失活了怎麽再生

摘要:催化劑在使用壹段時間後,反應活性隨運轉時間而下降的現象稱為催化劑的失活。催化劑失活原因有哪些?催化劑的失活主要有催化劑中毒、催化劑結碳、催化劑燒結這幾個原因。催化劑失活了怎麽再生?下面就來介紹催化劑失活再生的方法,來了解下吧。壹、催化劑失活原因有哪些

催化劑的失活原因壹般分為中毒、燒結和熱失活、結焦和堵塞三大類。

1、中毒引起的失活

(1)暫時中毒(可逆中毒)

毒物在活性中心上吸附或化合時,生成的鍵強度相對較弱可以采取適當的方法除去毒物,使催化劑活性恢復而不會影響催化劑的性質,這種中毒叫做可逆中毒或暫時中毒。

(2)永久中毒(不可逆中毒)

毒物與催化劑活性組份相互作用,形成很強的的化學鍵,難以用壹般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復,這種中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。

(3)選擇性中毒

催化劑中毒之後可能失去對某壹反應的催化能力,但對別的反應仍有催化活性,這種現象稱為選擇中毒。在連串反應中,如果毒物僅使導致後繼反應的活性位中毒,則可使反應停留在中間階段,獲得高產率的中間產物。

2、結焦和堵塞引起的失活

催化劑表面上的含碳沈積物稱為結焦。以有機物為原料以固體為催化劑的多相催化反應過程幾乎都可能發生結焦。由於含碳物質和/或其它物質在催化劑孔中沈積,造成孔徑減小(或孔口縮小),使反應物分子不能擴散進入孔中,這種現象稱為堵塞。所以常把堵塞歸並為結焦中,總的活性衰退稱為結焦失活,它是催化劑失活中最普遍和常見的失活形式。通常含碳沈積物可與水蒸氣或氫氣作用經氣化除去,所以結焦失活是個可逆過程。

與催化劑中毒相比,引起催化劑結焦和堵塞的物質要比催化劑毒物多得多。在實際的結焦研究中,人們發現催化劑結焦存在壹個很快的初期失活,然後是在活性方面的壹個準平穩態,有報道稱結焦沈積主要發生在最初階段(在0.15s內),也有人發現大約有50%形成的碳在前20s內沈積。結焦失活又是可逆的,通過控制反應前期的結焦,可以極大改善催化劑的活性,這也正是結焦失活研究日益活躍的重要因素。

3、燒結和熱失活(固態轉變)

催化劑的燒結和熱失活是指由高溫引起的催化劑結構和性能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結外,還會引起其它變化,主要包括:化學組成和相組成的變化,半熔,晶粒長大,活性組分被載體包埋,活性組分由於生成揮發性物質或可升華的物質而流失等。

事實上,在高溫下所有的催化劑都將逐漸發生不可逆的結構變化,只是這種變化的快慢程度隨著催化劑不同而異。燒結和熱失活與多種因素有關,如與催化劑的預處理、還原和再生過程以及所加的促進劑和載體等有關。

當然催化劑失活的原因是錯綜復雜的,每壹種催化劑失活並不僅僅按上述分類的某壹種進行,而往往是由兩種或兩種以上的原因引起的。

二、催化劑失活了怎麽再生

壹般工業催化劑再生的規律是每再生壹次其活性都要比原有活性有所下降,再生後催化劑的操作溫度明顯高於再生前的,此外,失活催化劑也不可能頻繁地無止境地壹次次進行再生,最終還是要被更換的。

1、結焦(積炭)失活後再生

催化劑在使用過程中,因表面逐漸形成炭的沈積物從而使催化劑活性下降的過程。

燒炭再生(空氣+水汽),是工業催化劑在積炭失活後普遍采用的。通過將催化劑孔隙中的含炭沈積物氧化為壹氧化碳和二氧化碳出去,可恢復催化活性。

吹掃法,不很嚴重的積炭有機副產物、機械粉塵和雜質堵塞催化劑細孔或覆蓋了催化劑表面活性中心,可以在原位用吹掃法加以除去。

再生中註意事項:再生溫度與時間調整好,防止催化劑燒結;再生周期隨結焦積累速度而異。

2、金屬汙染失活再生

金屬汙染的來源是原油或煤直接液化的液體中的金屬化合物,金屬卟啉絡合物或非卟啉化合物,主要是V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等。

防治方法:化學法或吸附法去除原料中的卟啉,加入添加劑(銻的化合物),與金屬雜質形成合金,使之鈍化。

3、中毒失活再生

催化劑所接觸的流體中的少量雜質吸附在催化劑的活性位上,使催化劑的活性顯著下降,甚至消失。

中毒分為:可逆中毒、可以再生的、暫時性的中毒。

防治辦法:進入反應工段之前除去毒物。

4、燒結失活後再生

催化劑的燒結,在使用過程中,未晶尺寸逐漸增大或原生顆粒長大的現象。

防治措施:使用條件選擇:工作溫度低於泰曼(Tammann)溫度,常為0.5Tm。載體選擇:Ni/Cr2O3催化劑Ni/Cr2O3-Al2O3的結構,加入助劑(隔離劑)。

再生辦法:大晶粒的金屬被氧氣氧化後,經H2還原。

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