Hoy en día, el 90% de la industria química contiene procesos catalíticos, que aumentan la velocidad de reacción y la selectividad en la producción. Con el aumento del tiempo de producción industrial, el catalizador se desactivará, lo que supone una disminución en la velocidad de la reacción catalítica. El editor le indica cómo regenerar la actividad del catalizador desactivado para producir mejores beneficios económicos y ambientales.

La desactivación del catalizador es un fenómeno en el que la tasa de conversión de una reacción catalítica llevada a cabo en condiciones de reacción constantes disminuye con el tiempo. El proceso de desactivación del catalizador se divide en tres tipos: químico, térmico y mecánico.

1. Inactivación química

Causa resultado

El área de superficie de coquización (coquización) se reduce y obstruye

Contaminación por metal Área de superficie reducida y actividad catalítica reducida

Adsorción de veneno, reducción del sitio activo

2. Inactivación por calor
3. Inactivación mecánica

Causa resultado

Rotura de partículas Canalización y bloqueo del lecho de catalizador

Superficie reducida

4. Regeneración de catalizador

La regla general de la regeneración de catalizadores industriales es que cada vez que se regenere, su actividad será menor que la actividad original. La temperatura de funcionamiento del catalizador regenerado es significativamente más alta que la anterior a la regeneración. Además, es imposible que el catalizador desactivado se repita frecuente e infinitamente. Eventualmente será necesario reemplazar la regeneración.

1. Regeneración después de la desactivación de coquización (coquización):

Durante el uso del catalizador, el proceso de reducción de la actividad del catalizador debido a la formación gradual de depósitos de carbón en la superficie.

La quema de carbón (aire + vapor de agua) se utiliza habitualmente en catalizadores industriales tras la desactivación de los depósitos de coque

Al oxidar los depósitos que contienen carbono en los poros del catalizador en monóxido de carbono y dióxido de carbono, se puede restaurar la actividad catalítica.

En el método de purga, los subproductos orgánicos de la deposición de carbono, polvo mecánico e impurezas que no son muy graves, bloquean los poros del catalizador o cubren los centros activos de la superficie del catalizador, y pueden eliminarse mediante el método de purga in situ.

Asuntos que necesitan atención durante la regeneración:

La temperatura y el tiempo de regeneración están bien ajustados para evitar que el catalizador se sinterice; el ciclo de regeneración varía con la tasa de acumulación de coque.

2. Inactivación y regeneración de la contaminación metálica

Las fuentes de contaminación por metales son compuestos metálicos en petróleo crudo o carbón líquido directamente licuado, complejos de porfirinas metálicas o compuestos no porfirínicos, principalmente V, Ni, Fe, Cu, Ca, Mg, Na, K, etc.

Antes de la regeneración del catalizador

Después de la regeneración del catalizador

Método de prevención: método químico o método de adsorción para eliminar porfirina en materias primas, agregando aditivos (compuestos de antimonio), formando aleaciones con impurezas metálicas para pasivarlas.

3. Inactivación y regeneración de intoxicaciones

A Una pequeña cantidad de impurezas en el fluido en contacto con el catalizador se absorbe en la actividad del catalizador, y la actividad del catalizador se reduce significativamente o incluso desaparece.

El envenenamiento se divide en: envenenamiento reversible, renovable, envenenamiento temporal;

Medidas de prevención: eliminar los venenos antes de entrar en la sección de reacción.

4. Regeneración después de la desactivación de la sinterización

La sinterización del catalizador es un fenómeno en el que el tamaño del cristalito aumenta gradualmente o las partículas primarias crecen durante el proceso de uso.

Medidas de prevención: selección de condiciones de funcionamiento La temperatura de trabajo es inferior a la temperatura de Tammann, normalmente 0,5Tm.Selección de portador: Catalizador Ni/Cr2O3 Estructura Ni/Cr2O3-Al2O3, añadiendo agente auxiliar (separador).

Método de regeneración: después de que el oxígeno oxida el metal de grano grande, se reduce con H2.

Cinco, ejemplos de aplicación

Regeneración de catalizador de metales preciosos:

①La regeneración de catalizadores de fluoruro oxidados con platino, tales catalizadores utilizados habitualmente por las compañías petroleras, la desactivación se debe principalmente al exceso de carbono en la superficie del catalizador.

Solución: método de combustión de carbón en lecho fluidizado, el catalizador se quema de un lado a otro en aire natural en un lecho fluido durante 3-4 veces, la temperatura cambia gradualmente de baja a alta y la temperatura máxima no supera los 450 ℃; Método de quema de carbón vegetal en lecho fijo con nitrógeno, fijado en la selección. En el lecho, se agrega nitrógeno al aire y se llevan a cabo actividades de carbonización y descoquización lentas a una temperatura en el rango de 255-455 °C.

②Investigaciones relevantes en los Estados Unidos muestran que para los catalizadores que están en contacto con oxígeno, los depósitos de carbono en la superficie del catalizador se eliminan utilizando el principio de oxidación de oxígeno y se utiliza la reducción de gas.

③El catalizador de zeolita que contiene metales nobles tiene un exceso de sedimentos carbonosos depositados en la superficie. El método común para eliminar los venenos en la superficie del catalizador es redispersar el metal para garantizar que se restablezca la actividad del catalizador.

④ Método para reactivar un catalizador que contiene zeolita envenenado con azufre: poner en contacto el catalizador regenerado con una solución acuosa de compuesto ácido de Bronsted y dispersar los metales preciosos acumulados. Si se realiza un tratamiento ácido, utilice el método de oxidación para el tratamiento a fin de mejorar el grado de dispersión de los metales preciosos.

⑤ Regeneración del catalizador de metal precioso portador de carbono. Generalmente se usa en el proceso de agregar azul al ácido acético y oxígeno para sintetizar acetato de vinilo. El método de tratamiento general es utilizar lavado con lejía y lavados múltiples. El método de lavado múltiple consiste en lavar el catalizador con agua caliente a 260-300 ℃. Después del lavado con lejía diluida, el catalizador y la concentración deben ser del 13%. Póngase en contacto con -30% de lejía, mantenga la temperatura en el rango de 3-100 ℃ y el tiempo de contacto es de 1 a 10 horas.No solo restaura completamente el catalizador a su nivel original, sino que también prolonga la vida útil del catalizador.

Regeneración de catalizadores de metales no preciosos:

① Intoxicación por Ca, aumentar la cantidad de reemplazo del catalizador, mejorar el efecto de la desalinización eléctrica a presión normal, inyectar agente descalcificador y usar desemulsionante soluble en aceite;

Intoxicación por

V, aumente la cantidad de reemplazo del catalizador, reemplácelo con un mejor agente de equilibrio o agente de separación magnética y use pasivadores bimetálicos de Ni y V;

Los catalizadores de la serie

Ni se regeneran. En la etapa inicial del tratamiento de regeneración, este tipo de catalizador necesita limpiar las sustancias sulfuradas del catalizador antes de quemar el reactor, y también necesita usar el tubo del horno de calentamiento para el tratamiento de descoquización. El desengrasado del catalizador se sustituye principalmente por aceite transparente. Manera de lidiar con eso.

En segundo lugar, tecnología de regeneración de vapor de agua y aire. Este tipo de método de operación de tecnología de regeneración es relativamente simple, los gases de escape producidos no tienen ningún efecto en los equipos posteriores y el grado de contaminación es bajo.

② Regeneración de catalizador de vanadio. El mecanismo de regeneración de los catalizadores a base de vanadio consiste principalmente en utilizar remojo en agua desionizada para disolver directamente sustancias venenosas que pueden disolverse en agua y luego lavarlas. El uso del método de tratamiento de remojo con ácido sulfúrico puede eliminar todos los elementos de envenenamiento por metales alcalinos y al mismo tiempo producir sulfatación en el catalizador.

El proceso de regeneración del catalizador a base de vanadio consiste en utilizar primero el método de tostado para limpiar los depósitos de carbón en la superficie del catalizador que ha perdido su actividad, seleccionar un tamaño de partícula más apropiado para combinar y organizar eficazmente la estructura del tejido activo en la superficie del catalizador, y usar impregnación para complementar. Agregue los componentes activos y luego use el tambor para deshidratación, secado, activación de secado y otros tratamientos.

③ Regeneración de catalizadores de base Co. El precio del Co es relativamente alto y la tecnología de regeneración es más complicada. Durante la operación del catalizador a base de Co, el catalizador pierde su actividad debido a más depósitos de carbono en la superficie del catalizador.Para este tipo de catalizador, la actividad del catalizador se puede restaurar a un nivel normal mediante tecnología in situ, pero durante el proceso de regeneración, es más fácil hacer que cambie el rendimiento del catalizador.

Además, con la altura de la temperatura y la altura del catalizador de hidrotratamiento, los iones Mo2+ expuestos aumentarán y el Co2+ disminuirá en consecuencia. El tratamiento de regeneración se realiza a alta temperatura por encima de 400°C. La presencia de agua afectará la función del catalizador hasta cierto punto y se reducirá el rendimiento de la conversión de hidrogenación y la activación de la hidrogenación.

Six, varias sugerencias para evitar la desactivación del catalizador

1. Fortalecer el análisis y la implementación de materias primas, y analizar periódicamente el contenido de impurezas.
2. Fortalecer la gestión de materias primas, prestar atención al análisis de cambio de tanque, especialmente el aceite de procesamiento secundario.
3. Elija cuidadosamente el agente de desulfuración y la decloración. agente, elija cromo molibdeno y trate de no elegir zinc y sodio.
4. Según las características del dispositivo, seleccione el catalizador de manera razonable.
5. Fortalecer la gestión de operaciones y la capacitación del personal, y mejorar la responsabilidad de los operadores.
6. Desarrollar planes y medidas correspondientes según las diferentes causas de desactivación del catalizador.

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Respuesta rápida: Para temas químicos industriales generales, la decisión comercial más segura generalmente proviene de verificar el ajuste de la aplicación, las especificaciones, la compatibilidad del proceso y los requisitos de manejo juntos en lugar de confiar en una regla simplificada.

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Cómo los compradores técnicos suelen evaluar este tema químico

Las decisiones químicas generales generalmente se vuelven más claras cuando los equipos pasan de la teoría al ajuste de la aplicación: qué debe hacer el material, qué tan puro debe ser, cómo se comporta en el proceso real y qué restricciones posteriores debe satisfacer.

• Defina primero el caso de uso: La comprensión del laboratorio y las compras industriales a menudo necesitan diferentes niveles de detalle de las especificaciones.
• Compruebe la compatibilidad del proceso: la manipulación, la mezcla, la estabilidad y la interacción posterior a menudo determinan si un material es práctico de usar.
• Revise el comportamiento de almacenamiento y transporte:La vida útil del , la sensibilidad a la humedad, el rango de temperatura y el embalaje pueden ser importantes comercialmente.
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Preguntas frecuentes para compradores y formuladores

¿Por qué un material que parece correcto en papel aún puede tener un rendimiento inferior en uso?
Porque las condiciones del proceso del mundo real, la interacción del sustrato y el comportamiento de almacenamiento pueden revelar problemas que no son obvios en una revisión de especificaciones simplificada.

¿La selección técnica de productos químicos debería comenzar siempre con la opción de menor costo?
Normalmente no. El precio de compra más bajo no siempre es el costo de uso más bajo una vez que se consideran la idoneidad del proceso, la estabilidad y la calidad posterior.