催化剂失活原因以及再生介绍
您了解催化剂失活的原因和各种再生情况吗？
如今，90% 的化学工业都包含催化剂工艺。 催化剂提高生产中的反应速率和选择性。 随着工业生产时间的增加，催化剂会失活，导致催化反应速率降低。 小编将告诉您如何使失活的催化剂重新恢复活性，以产生更好的经济效益和环境效益。
催化剂失活是指在一定的反应条件下进行的催化反应的转化率随着时间的推移而降低的现象。 催化剂失活过程分为三种类型：化学失活过程、热失活过程和机械失活过程。
1. 化学灭活
原因结果
焦化（碳沉积）表面积减少、堵塞
减少金属污染的表面积并降低催化活性
毒物吸附活性位点减少
2. 热灭活
3. 机械停用
原因结果
颗粒破碎催化剂床窜、堵塞
减少污垢表面积
4. 催化剂再生
工业催化剂再生的一般规律是催化剂每再生一次，活性就会降低。 再生后催化剂的工作温度明显高于再生前。 另外，失活的催化剂不可能频繁、无休止地失活。 再生后，最终会被替换。
1、焦化（焦炭）失活后的再生：
催化剂在使用过程中，由于表面逐渐形成积炭，催化剂活性下降。
焦炭失活后，工业催化剂通常采用木炭燃烧（空气+水蒸气）。
通过将催化剂孔隙中的碳质沉积物氧化成一氧化碳和二氧化碳，可以恢复催化活性。
吹扫法：积碳不太严重的有机副产物、机械粉尘和杂质会堵塞催化剂的孔隙或覆盖催化剂表面的活性中心，可以通过吹扫法原位去除。
再生时的注意事项：
应调整再生温度和时间，防止催化剂烧结； 再生周期随焦炭堆积率的变化而变化。
2、金属污染失活再生
金属污染的来源是从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。
催化剂再生前
催化剂再生后
防治方法：用化学或吸附方法去除原料中的卟啉，添加添加剂（锑化合物），与金属杂质形成合金使其钝化。
3、中毒灭活后的再生
与催化剂接触的流体中的少量杂质被吸附在催化剂上，导致催化剂的活性显着降低甚至消失。
中毒分为：可逆性中毒、可再生性中毒、暂时性中毒；
防治措施：进入反应段前清除毒物。
4. 烧结失活后的再生
在催化剂的烧结过程中，非晶尺寸逐渐增大或初级颗粒长大。
防治措施：使用条件使工作温度低于（）温度，通常为0.5Tm。 载体选择：Ni/Cr2O3催化剂Ni/Cr2O3-Al2O3结构，添加添加剂（隔离剂）。
再生方法：大晶粒金属被氧氧化后，被H2还原。
5. 应用实例
贵金属催化剂再生：
① 铂氧化催化剂的再生。 石油公司通常使用此类催化剂。 失活的主要原因是催化剂表面积碳过多。
解决方案：流化床碳化法，催化剂在流化床自然空气中来回碳化3-4次，温度由低到高逐渐升高，最高温度不超过450℃； 氮气固定床碳化法，在选定的固定床中，通入氮气，在255-455℃的温度下进行缓慢的碳燃烧和除焦活动。
②美国相关研究表明，对于与氧气接触的催化剂，利用氧气的氧化原理去除催化剂表面的积炭，采用气体还原。
③含有贵金属的沸石催化剂表面沉积过多的碳质沉积物。 消除催化剂表面毒物的常用方法是对金属进行再分散，以保证催化剂的活性恢复。
④ 硫中毒的含沸石催化剂的再生方法：将再生后的催化剂与布朗斯台德酸化合物的水溶液接触，将积累的贵金属分散后，如果进行酸处理，则采用氧化的方法来改善贵金属的分散性。
⑤碳载贵金属催化剂的再生。 通常用于乙酸加氰、氧合成醋酸乙烯等过程中。一般处理方法是采用碱洗和多次洗涤。 多次洗涤法是将催化剂在260-300℃的热水中洗涤。 用稀碱溶液洗涤后，催化剂需要以13%的浓度洗涤。 与-30%碱溶液接触，温度保持在3-100℃范围内，接触时间1-10小时。 不仅可以使催化剂完全恢复到原来的水平，而且还可以延长催化剂的使用寿命。
非贵金属催化剂再生：
①针对Ca中毒，增加催化剂更换量，加强常压电脱盐效果，注入脱钙剂，使用油溶破乳剂；
对于V中毒，增加催化剂更换量，更换为更好的平衡剂或磁选剂，并使用Ni、V双金属钝化剂；
Ni系催化剂得到再生。 此类催化剂再生初期，反应器烧焦前需要对催化剂的硫化物进行清理。 还需要使用加热炉管进行除焦。 催化剂脱油主要是用清洁油代替来完成。 处理方法。
其次，水蒸气-空气再生技术。 该再生技术操作方法较为简单，产生的废气对下游装置无影响，污染程度低。
②钒催化剂的再生。 钒基催化剂的再生机理主要是浸泡在去离子水中，直接溶解易溶于水的有毒物质，然后将其洗掉。 采用硫酸浸泡处理可以消除所有碱金属中毒元素，并在催化剂上产生硫酸盐化。
钒基催化剂的再生过程是首先采用焙烧的方式清理失活催化剂表面的焦炭沉积物，选择更合适的粒径进行匹配，有效组织催化剂表面的活性组织结构，并采用浸渍法使催化剂再生。 添加活性成分，然后用滚筒脱水、烘干、干燥、活化。
③钴催化剂再生。 Co的价格较高，再生技术也较复杂。 钴基催化剂在运行过程中，催化剂表面存在大量积炭，导致催化剂失去活性。 对于这类催化剂，可以通过在线技术将催化剂的活性恢复到正常水平，但在再生过程中，更容易引起催化剂性能的变化。
另外，随着加氢处理催化剂温度的升高，暴露的Mo2+离子增多，Co2+相应减少。 当在400℃以上的高温下进行再生时，水的存在会对催化剂的功能产生一定的影响，加氢转化率和加氢活化性能都会降低。
6.防止催化剂失活的一些建议
1、加强原材料分析落实，定期分析杂质含量。
2、加强原料管理，注意罐换分析，特别是二次加工油。
3、慎重选择脱硫剂、脱氯剂，选择铬、钼，尽量不选择锌、钠等。
4、根据装置特点合理选择催化剂。
5、加强运行管理和人员培训，提高操作人员的责任意识。
6、根据催化剂失活的不同原因制定相应的方案和措施。
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NiCAT系列：粉末负载镍催化剂、固定床负载镍催化剂，用于C5树脂加氢、C9树脂加氢、DCPD树脂加氢、松香及其树脂、PAO聚α烯烃、石油加氢等。
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