合成异丙苯二次失活Fx-01催化剂烧炭再生探究.pdfVIP

合成异丙苯二次失活FX一01催化剂烧炭再生研究 傅吉全李东风张吉瑞 (北京服装学院化工所，北京100029) FX一01固体分子筛催化剂是由北京服装学院化工所与燕山石化公司二厂共同研制开发的用于 国(待发号)等专利。因其优良的选择性及活性、较长的使用周期，显示出具有良好的工业前景。经 中试结果表明，用该催化剂而组成的工艺为清洁工艺，操作便利。有良好的经济与社会效益。目前 正在筹建进行8．5万t／a的工业化生产试验。 固体分子筛催化剂都存在着失活再生问题。催化剂失活大体分为中毒失活和积炭失活。文献 [1]对该催化剂一次失活(轻度失活，炭含量0．0059／g催化剂)进行了细致的研究，证实了用氧气烧 炭再生的可行性，给出了相应的烧炭情况及活性恢复情况。二次失活(严重积炭，炭含量0．0]79／g 催化剂)FX一01催化剂的烧炭条件及活性恢复情况是否会有改变；烧炭再生后催化剂酸种类、酸量 是否可以恢复；不同温度下烧炭是否对催化剂晶相有影响；孔结构参数变化如何；反应本征活性能 否恢复。针对这些问题进行了研究。为工业化生产失活催化剂再生提供可行性依据。 1主要结果 1．1结炭成分剖析 二次失活催化剂萃取法溶后样品色质分析结果表明，较大的峰有14个，主要有二、三、四异丙 基苯及其它稠环芳烃。从分析结果来看，积炭成分为芳烃类物质。与一次失活相似，属于结炭失活。 这些物质堵塞孔道并占据活性位从而使催化剂失活。 ‘ 1．2 TPO结果分析 甩氧与惰性气体混合气烧炭一般尾气组分为氧气、惰性气体、一氧化碳、二氧化碳、氢气和水。 但由于烧炭所用氮、氧混合气氧浓度较高(15％)，尾气中未见氢气及～氧化碳。这样，积炭量可以根 据二氧化碳及水的量来计算。 利用程序升温氧化烧炭可以得到不同时间对应的气相中二氧化碳及水两个组分摩尔分率变化 曲线。由该曲线可见H：o摩尔分率随时间变化呈现两个峰，这表明氢在积炭催化剂中以两种形态 存在：一种以吸附水的形态存在，可在220C以前由热气流带出。另一种则是催化剂上积炭物中的 氢，这种氢要在有氧气体中高于280C时才逐渐被烧去，在520C时达最大值。碳在催化剂中的分布 较均匀，随着温度升高，碳逐渐被氧化除去，在540C达刭最大值。从烧氢烧炭最大温度值相近可看 出，稠环芳烃以H／c大的向H／c小的方向逐渐烧除。 本文还对不同温度下连续恒温烧炭情况作了研究，将温度恒温在某一值，当H。0，CO。量减小 1．3 TPD测定 1．3．1再生前J前骏性质恢复情况由于在研制FX一∞催化荆时发现，不同焙烧温度其酸量不同。 ·1143· 为了考察在较高温度下烧炭再生对催化剂酸性质、酸量的影响，用TPD试验技术做了烧炭再生前 450～600C的脱附谱图形状没有明显差别。各个温度脱附峰均在。 除450‘C恒温烧炭样由于炭未被除净，其脱附谱图不同外，其它温度脱附谱图与对应的新鲜催 化剂谱图相近，特征峰均在。500～600C烧炭可以使酸种类恢复。 1．3．2再生前后酸■恢复情况对再生前后的各水平样作了总酸、B酸、强B酸酸含量的测定。其 中450C烧炭再生样各酸量恢复较少，而大于500C烧炭再生样各酸量恢复80％～99％。随温度升 高，新鲜催化剂总酸量下降幅度较大，B酸、强B酸随焙烧温度升高依次减少。 ‘ 1．4催化剂XRD结果 ． 再生前后600。C样品的XRD结果表明晶相未遭破坏。故600C烧炭可保证催化剂晶相不被 破坏。 1．s催化剂孔结构性能测定 从失活催化剂孔结构数据来看，再生后催化剂结构参数基本恢复。 1．6反应本征活性检测 分别对新鲜和原颗粒再生催化剂的反应本征活性进行了检测。再生催化剂本征活性有所下降。 原因是烧炭在550C条件下进行，这使催化剂部分酸中心损失，从而使本征活性下降。但文献[2]已 经证实，用同样颗粒催化剂的工业装置进行反应时为外扩散控制。故表观活性可恢复100％。 2结论 (1)催化剂积炭的主要成分为二异丙苯、三异丙苯及稠环芳烃。 可将炭烧净。 酸种类可恢复，酸量可恢复80．o％～99．o％。 (4)在600C恒温烧炭后，催化荆结构未被破坏，除强B酸稍有损失外，酸性位基本保存。