Регенерация катализатора

Регенерация катализатора-это процесс, при котором катализатор, частично или полностью утративший свою активность вследствие углеродистого угля, адсорбционного отравления или временных изменений физической структуры в промышленных процессах, таких как химическая и нефтеперерабатывающая промышленность, восстанавливает большую часть каталитической активности и избирательности путем ряда специализированных физических или химических процессов.  Его основная цель заключается в максимизации стоимости рециркуляции катализаторов, существенном снижении производственных издержек и сокращении выбросов твердых отходов, что является важным технологическим инструментом для экологически безопасного и устойчивого развития химических процессов.  I. Потребность в регенерации и причины неактивности промышленных катализаторов, особенно многофазных катализаторов, стоят дорого.  Его активность снижается по различным причинам во время использования, а прямая замена нового агента является дорогостоящей и неэкологически безопасной.  К числу распространенных причин обратимой или временной потери относятся:

Углекислый уголь (кокс) является наиболее распространенной причиной потери.  При каталитической реакции реакция или продукт может происходить на поверхности или каналах катализатора, создавая осадки аморфного или графитового углерода, перекрывая активные участки или блокируя каналы, что приводит к потере катализатора.  Например, он особенно заметен при каталитическом крекинге (FCC) и рекомбинантных реакциях.

Химическая адсорбция: незначительные примеси в сырье (например, сера, азота, соединения тяжелых металлов) вступают в интенсивную химическую адсорбцию с активным участком катализатора, образуя стабильные соединения, которые постоянно или временно занимают активные участки.

Потеря или спекание активных ингредиентов: При высоких температурах активные ингредиенты Регенерация катализатора могут мигрировать и агрегироваться в виде микрокристаллов (спекание), что приводит к уменьшению площади поверхности и активности; или же активные ингредиенты могут быть потеряны из-за испарения.

Для отравления активированным углем и частично обратимого отравления Регенерация катализаторов является экономичным и эффективным методом очистки.

Выбор основного метода регенерации и метода регенерации процесса зависит от основных причин потери активности, наиболее распространенным и масштабным применением является восстановление древесного угля.

Регенерация древесного угля (окисление): это наиболее распространенный метод обработки углеродистого угля.  Эклективное сгорание поверхностного углеродистого углеродистого угля в CO´и H´O производится через слой отработавшего катализатора при строгом контроле температуры, давления и содержания кислорода.  Ключ заключается в точном контроле скорости горения и температуры, чтобы предотвратить явление «летающей температуры», которое может привести к постоянному спеканию или фазовому перехождению катализатора из-за местного перегрева.  В установках каталитического крекинга с псевдоожиженным крекингом (FCC) катализатор непрерывно циркулирует между реактором и регенератором, что является типичным оборудованием для крупномасштабной регенерации жженного угля.

Газовая обработка и регенерация: для катализаторов, отравленных адсорбцией серы, азота и т. д., может быть использован газ, содержащий водород или водяной пар, при определенных условиях для удаления ядовитых веществ в газообразные сульфиды (например, H´S) или аммиак и восстановления активного места.

Регенерация экстрагирования растворителем: органические вещества или частично растворимые токсичные вещества, растворенные конкретным растворимым растворителем, очищающие поверхность катализатора.

В-третьих, ограничения регенерации и перспективный катализатор регенерации не являются панацеей.  Их воздействие и частота ограничены «необратимой деактивации», например:

Постоянное отравление: осаждение тяжелых металлов (например, Ni, V) может привести к постоянной блокировке каналов катализаторов или разрушению структур, которые трудно восстановить с помощью регенерации.

Интенсивное спекание: после серьезного спекания активных металлических частиц трудно редиспергировать путем регенерации.

Механический износ: гранулы катализатора пылевают из-за физического трения и не могут быть восстановлены химическими методами.

Таким образом, полный жизненный цикл Регенерация катализатора обычно включает в себя множество циклов регенерации-регенерации до тех пор, пока его активность не будет соответствовать технологическим требованиям.