工业催化剂失活与再生.ppt

引 言 催化剂失活的原因 第一节、催化剂的失活 一、结焦 一、结焦 二、金属污染 三、中毒 三、中毒 金属催化剂的三类毒物 一些不饱和化合物对金属的中毒 2、固体酸催化剂的中毒 石油中的含氮化合物类型 3、毒物的结构和性质对其毒性的影响 3、毒物的结构和性质对其毒性的影响 3、毒物的结构和性质对其毒性的影响 4、选择性中毒 四、烧结 Pt/Al2O3催化剂烧结（晶粒聚结）的过程 2、抗烧结性能的影响因素 3、烧结对催化活性的影响 五、其它原因 五、其它原因 五、其它原因 五、其它原因 六、催化剂的再生和更换 第二节、催化剂的失活与再生实例 1、重整催化剂的失活 ?失活原因： 1、重整催化剂的失活 1、重整催化剂的失活 1.重整催化剂的失活 1、重整催化剂的失活 2、重整催化剂的再生 2、重整催化剂的再生 2、重整催化剂的再生 2、重整催化剂的再生 砷中毒，永久性中毒 砷对铂催化剂活性的影响 催化剂失活与再生 原因：As极易与Pt反应生成无法还原的Pt2As 硫化物，暂时性中毒 原因：Pt的硫化与还原是可逆反应 Re硫化可抑制过度的氢解反应 Pt-Re催化剂开工初期必须经过适度预硫化 催化剂失活与再生 氮化物，暂时性中毒 原因：氮化物造成氯的流失，破坏水－氯平衡 可以通过适当加氯恢复水－氯平衡 催化剂失活与再生 再生步骤： 烧焦－氧化去除催化剂表面的焦炭 氯化－通入有机氯化物，补充氯的损失，同时使 金属铂转化为氯化铂，便于铂的再分散 氧化（更新）－使铂转化为氧化物，便于铂的固 载化与分散 还原 －通氢气还原，使铂还原为金属态， 恢复活性 催化剂失活与再生 烧焦 烧炭温度与时间的关系 注意：烧焦温度一般控制在540?C 通过控制通入气体中的氧含量来实现 催化剂失活与再生 * 催化剂的失活与再生 催化剂的失活原因 结焦 金属污染 中毒 烧结 相转变和相分离 活性组份的包埋与挥发 颗粒破碎与结污 催化剂的失活与再生实例 在催化剂使用过程中反应活性（转化率）随运转时间而下降的现象称为催化剂失活（deactivation)或衰变（decay)。 失活 失活原因： 很多，各式各样 三个方面：化学的原因 受热（高温） 机械的原因 催化剂失活与再生 催化剂床层沟流，堵塞 表面积减少 颗粒破碎 结污 机械的 表面积减少 活性组分丧失和表面积减少 催化剂组成改变，表面积减少 活性位减少 活性组分减少 烧结 非活性化合物的生成 相转变和相分离 活性组分的包埋 活性组分的挥发 热的 表面积减少，堵塞 表面积减少和催化活性降低 活性位减少 结焦 金属污染 毒物吸附 化学的 结果 原因 类型 催化剂失活与再生 一、结焦 结焦（coking)： 或称积碳，是指催化剂表面上生成含碳沉积物的过程。 影响：（1）覆盖表面，减少表面积； （2）覆盖和包埋活性组分，降低活性； （3）堵塞孔道。 结焦机理：酸结焦 脱氢结焦 离解结焦 催化剂失活与再生 酸结焦：烃类原料在固体酸催化剂上或固体催化剂的酸性部位上通过酸催化聚合反应生成碳质物质。 CnHm ?? (CHx)y 脱氢结焦：烃类原料在金属和金属氧化物的脱氢部位上分解生成碳或含碳原子团。 CnHm ?? yC 离解结焦：一氧化碳或二氧化碳在催化剂的解离部位上解离生成碳。 催化剂失活与再生 结焦的抑制：烃水蒸气转换反应的Ni催化剂，加入K2O（消碳剂，碱金属或碱土金属氧化物） 烧焦再生： 催化裂化过程，催化剂周期性（几秒~几十秒）烧焦再生： （1）恢复催化剂活性； （2）提供反应所需热量。 助燃剂：Pt/Al2O3, Pt% 0.03~0.05% 催化剂失活与再生 金属污染的来源：原油或煤直接液化的液体中的金属化合物，金属卟啉络合物或非卟啉化合物，主要是V、Ni、Fe、Cu、Ca、Mg、Na、K等，含量ppm数量级。 危害：1）分解并沉积在催化剂表面，封闭表面部位和孔； 2）自身的催