非临氢降凝ZSM-5分子筛催化剂的失活原因探讨.pdf

第34卷 第4期 石油与天然气化工 非临氮降凝zsm一S介子纬 催化刹的失活原因探讨 韩新竹，，2 达建文2周忠国2卢冠忠 ‘ 天 然 气 万七其 户疑 液 的利 用 (1.华东理工大学工业催化研究所 2.齐普石化公司研究院) 摘 要 利用XRD,IR,TG-DTA,NH3-TPD,BET,N:吸附等技术，浏试和表征新鲜的、失活的和 再生后工业非临氮降凝ZSM-5分子筛催化别的性能，并对上述几种催化荆进行活性评价，找出该催化 荆失活的主要原因。经研究发现，非临氮降凝催化剂主要失活原因是积炭和原料杂质中毒，并由此引起 催化别比表面和孔隙率的变化;其中，积炭和有机硫、氮化合物的中毒使催化剂暂时失活，而重金属中毒 使催化剂永久失活。探讨了在实脸室利用马弗炉焙烧法对催化荆进行再生的过程，并由此提出了再生 温度是影响催化荆烧炭、烧硫、烧氮过程以及再生后催化荆性能的主要因素。 关键词 ZSM-5分子筛 非临氮降凝 失活 再生 催化荆 ZSM-5分子筛催化剂以其独特的微孔结构和强 品为工业失活催化剂在马弗炉中空气气氛下，经一定 酸特性，具有良好的酸催化择形性能，几乎可用于所有 温度和时间焙烧再生后的催化剂。 烃类反应，如重整、脱蜡、裂化、异构、芳烃歧化、乙苯合 1.2 催化荆表征 成、甲醇转化以及其他含氧、含氮有机化合物的催化转 用日本理学公司D/MAX一1200型号衍射仪分析 化等反应。有关该催化剂的合成制备、催化机理及其 样品的晶体结构和组成，试验条件:扫描速率40/min, 表征已有大量报道[’一]‘。ZSM一5催化剂具有高反应 电压40kV，电流30mA。用NH3一，TPD法测催化剂酸 活性的同时，在工业应用中也极易发生失活问题使其 性。用高真空砒吮吸附的红外光谱法表征催化剂B 经济效益下降。因此，研究zsm一5催化剂的失活和 酸和L酸，采用Nicolex5DX傅里叶变换红外光谱仪。 再生，满足实际生产过程对催化剂稳定性的迫切要求， 催化剂的孔径、孔容及比表面的测量采用低温N:吸附 引起了人们的密切关注，研究报道日益增多[[7.8l 法，所用仪器为美国康塔NOVA一3000型。催化剂的 fYml一5催化剂失活机理较为复杂，一般认为，积 TG一DTA分析在德国NETZSCH公司的STA409PC/ 炭是酸催化剂失活的主要因素，但除了积炭以外，中 PG综合热分析仪上测定，升温速率:10T/min，空气气 毒、金属沉积、固态反应和烧结等均可造成zsm一5催 氛。 化剂活性的降低甚至失活，而全面分析有关ZSM一5 催化剂的失活原因及再生方法的研究较少。本文取自 1.3 催化荆活性评价 馏分油非临氢降凝工业装置的zsm一5催化剂，通过 1.3.1评价原料 使用XRD,NH3一TPD,IR,TG一DTA,N:吸附等技术 实验所用原料油为A炼厂常三线原料油，原料油 手段对馏分油非临氢降凝ZSM一5分子筛催化剂的晶 性质见表1。 相、酸性质、孔结构等性质进行测试和表征，从不同角 1.3.2 评价装置 度来研究、探讨催化剂失活的原因，样品在实验室进行 馏分油非临氢催化降凝反应采用常压20ml小型 焙烧再生，并进行了表征和活性评价。 固定床等温反应装置，反应管为(D18mmx2mmx 600mm，内有(D4mmx0.5mm热电偶保护管。在反应 1 实验部分 管底部铺有0.420mm不锈钢铁丝网用