催化剂的处置知识 催化剂的失活与再生教学PPT课件.ppt

四、烧结 烧结（sintering)：粉状或粒状物料加热至一定温度范围时固结的过程。 催化剂的烧结：在使用过程中，微晶尺寸逐渐增大或原生颗粒长大的现象。 微晶长大，孔减少，孔径分布发生变化，表面积减少，活性位数减少，催化剂活性下降。 烧结对催化活性的影响 ： 烧结对催化活性的影响 正庚烷重整反应的选择性随Pt晶粒增大的变化 （780?C) Pt表面积 m2/g 微晶直径，nm 产率，% 异构化 脱氢环化 加氢裂化 233 202 72 32 15 1.0 1.2 3.3 7.3 15.8 9.0 10.6 14.2 21.7 24.3 37.4 32.8 26.6 21.6 17.7 50.6 53.1 54.4 49.7 48.2 防治措施 使用条件选择 载体选择 加入助剂（隔离剂） 工作温度低于Tammann温度(0.5Tm) 水煤气变换反应Cu-Zn-Al2O3催化剂的结构 再生办法：大晶粒的金属被氧气氧化后，经H2还原。 Ni/Cr2O3催化剂Ni/Cr2O3-Al2O3的结构 五、生成低活性化合物 1, 催化剂组分与气体反应：如H2O、氮气、CO2与金属生成氧化物、氮化物和碳化物。 2,催化剂组分之间的固相反应可分为两类： 1)活性组分之间反应：如V2O5-TiO2催化剂生成固熔体。 2)载体与活性组分反应：如Ni/α-Al2O3催化剂生成尖晶石NiAl2O4新相。 * * * * * * * * 催化剂的处置知识 序言 PREFACE 一个高活性、高选择性、便于操作，使用周期长的催化剂，可以降低原材料和能源消耗、提高设备生产力、改进产品质量、减少三废、防止环境污染等方面都起着重要的作用，催化剂在生产中提高反应速率和选择性。而随着工业生产时间的增长，催化剂会失活，使催化反应的速率下降。那么催化剂的再生技术就显得至关重要了 PART 01 催化剂的钝化 PART 02 催化剂的失活与再生 PART 03 再生实例 目录 CONTENTS 催化剂的钝化 1 PART 01 催化剂的钝化一般有两种情况： 1、开工前钝化 开工前钝化是防止新催化剂活性过高造成失控，使反应平稳的进行。 例如：在把炔烃还原为烯烃的过程中,如果直接用钯做催化剂会把炔烃直接还原为烷烃,此时就需要对催化剂毒化（即钝化）通常是用吡啶或者醋酸铅做毒化剂,在碳酸钙的载体上进行催化! 例如：“干法硫化”，催化剂应该是以分子筛为载体，必须进行钝化。因为分子筛催化剂，如果直接接触原料，反应器顶部催化剂会发生剧烈反应，迅速积碳，导致催化剂积碳失活，反应器床层压降增大，影响长周期运转。钝化的目的就是抑制催化剂硫化后的初始活性，使其活性稳定在一个合适的状态。常用的钝化方法就是向系统中注氨，用氨与酸性中心结合，抑制部分催化剂的酸性中心，让催化剂的性能慢慢释放出来。 2、停工钝化 是为了防止取出后反应继续进行，遇到空气反应更快，是为了防止氧化自燃。 例如加氢裂化中，催化剂经过使用后，原油会带入大量的硫化物质，如硫化亚铁；在遇到空气后会产生自燃，所以在卸出前需要进行钝化处理，以降低危险性 临时性短期停车 只需关闭催化反应器的进出口阀门，保持催化剂床层的温度，维持系统正压即可。 短时间停车检修 为了防止空气漏入引起已还原催化剂的剧烈氧化，可用纯氮气充满床层，保护催化剂不与空气接触。 停车时间较长 催化剂若是具有活性的金属或低价金属氧化物，为防止催化剂与空气中的氧反应，放热烧坏催化剂和反应器，则要对催化剂进行钝化处理。 （1）停车时钝化 用含有少量氧的氮气或水蒸汽处理，使催化剂缓慢氧化，氮气或水蒸汽作为载热体带走热量，逐步降温。操作的关键是通过控制适宜的配氧浓度来控制温更换催化剂的停车，包括催化剂的降温、氧化和卸出几个步骤。钝化结束的标志：当进出口空气中的氧含量不变时，可以认为氧化结束。 （2)、钝化处理 催化剂的失活与再生 2 PART 02 催化剂的失活 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)。 催化剂失活的原因 类型 原因 结果 化学的 结焦 金属污染 毒物吸附 表面积减少，堵塞 表面积减少和催化活性降低 活性位减少 热的 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 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 机械的 颗粒破碎 结污 催化剂床层沟流，堵塞 表面积减少 失活原因总结 1、结焦 2、金属污染 3、毒物吸附 4、烧结 5、生成化合物 6、相转变和相分离 7、活性组分被包围 8、组分挥发 9、颗粒破裂 10、结污