工业应用失活与再生加氢催化剂研究

对不同类型工业应用失活和再生后的加氢催化剂研究结果表明,经使用失活及再生后的催化剂在物化性质、孔结构、活性及选择性方面均有不同程度的改变。抚顺石油化工研究院（FRIPP）开发的各种加氢催化剂稳定性强,再生后的催化剂活性能够恢复到较高的水平。     

醋酸氯化液氢解制氯乙酸用Pd/C催化剂的失活研究

醋酸氯化液加氢脱氯制备氯乙酸反应中,Pd/C催化剂活性和稳定性决定生产成本。对浸渍还原法制备的钯负载质量分数0.8%的Pd/C催化剂进行评价实验。结果表明,在无氯化氢条件下,催化剂活性和稳定性较好;在含氯化氢条件下,催化剂活性和稳定性下降。采用SEM、XRD、原子吸收、BET和DTA等手段对使用前后的催化剂进行表征。结果表明,氯化氢加速Pd晶粒烧结长大和活性组分金属Pd流失是催化剂失活的主要原因。在催化剂使用过程中,表面积炭物的形成也导致催化剂失活。     

催化剂制备与研究 中低温煤焦油加氢裂化催化剂的表征与分析

通过对反应前后的煤焦油加氢裂化催化剂进行表征与分析,研究影响中低温煤焦油加氢催化剂失活的原因,以煤焦油组分特点为依据,分别考察加氢裂化催化剂的活性元素、积炭、金属沉淀、分散度和中心酸性等对催化剂寿命的影响。结果表明,煤焦油加氢催化剂的失活原因主要为积炭失活、金属沉积和水热失活;催化剂中较低的金属钙含量、良好的水热稳定性及较低的L酸含量有利于催化剂寿命的提高。     

Pd/Al2O3催化剂用于连续重整汽油全馏分加氢的失活分析

研究了负载在氧化铝载体上的贵金属Pd基催化剂在重整生成油选择性加氢脱烯烃反应中的性能。结果表明,在连续重整生成油全馏分的选择性加氢实验中，采用现有工业常用的工艺条件，单使用Pd作活性组分的Pd/Al₂O₃催化剂不能满足产品质量要求。探讨了切割馏分油加氢反应中催化剂失活原因，并对失活前后的催化剂采用XRD、SEM和FTIR等手段进行分析表征。结果表明，造成催化剂失活原因是催化剂表面油品中重组分等热敏类物质强吸附或聚合作用的结果。改进后的双金属Pd基催化剂UDO-01可用于重整生成油全馏分的选择性加氢脱烯烃反应，加氢后产品的溴价小于200 mg Br·(100 g-油)^-1,芳烃损失小于0.5%，且表现出好的稳定性。     

工业加氢裂化催化剂失活原因分析

采用200 m L加氢评价装置对一种中油型加氢裂化催化剂和其在工业装置运转4年后的再生后催化剂进行对比评价。结果表明,失活催化剂经再生后加氢裂化活性明显降低,反应温度比新鲜催化剂高5℃,生成油产品分布和主要性能都略变差。采用XRD、IR和ICP等手段对再生前后催化剂性能进行表征,分析探讨催化剂的失活原因,结果表明,加氢裂化催化剂经工业应用后,炭的沉积使其暂时性失活,而重金属沉积、金属活性组分聚集和分子筛结构烧结使催化剂部分活性永久丧失。     

硝基苯催化加氢Pt-MoS2/C催化剂的制备及使用寿命的研究

采用浸渍法制备Pt/C和Pt-MoS2/C催化剂,用于催化硝基苯加氢反应。采用BET、压汞仪等测试方法测定新鲜催化剂和重复使用后的催化剂的比表面积和孔容。结果表明,比表面积下降27.3%,微孔孔容下降13.2%,总孔容下降5.8%。催化剂失活的主要原因为有机物覆盖在催化剂表面,造成表面积下降和孔堵塞。负载MoS2可使Pt/C催化剂延缓比表面积下降和孔堵塞,寿命显著提高,可循环使用14次左右。     

硝基苯催化加氢Pt-MoS_2/C催化剂的制备及使用寿命的研究

采用浸渍法制备Pt/C和Pt-MoS2/C催化剂,用于催化硝基苯加氢反应。采用BET、压汞仪等测试方法测定新鲜催化剂和重复使用后的催化剂的比表面积和孔容。结果表明,比表面积下降27.3%,微孔孔容下降13.2%,总孔容下降5.8%。催化剂失活的主要原因为有机物覆盖在催化剂表面,造成表面积下降和孔堵塞。负载MoS2可使Pt/C催化剂延缓比表面积下降和孔堵塞,寿命显著提高,可循环使用14次左右。     

EDS表面分析研究Pd／C催化剂的失活原因

利用Ｘ射线能谱仪及原子吸收研究了对苯二甲酸加氢精制过程中失活的钯炭催化剂的失活原因,结果表明,原料中的含硫化合物,以二甲苯氧化工段的催化剂四溴乙铵,设备腐蚀和溶剂水中的离子均会沉积在钯炭催化剂的表面,引起催化剂加氢活性的下降,利用ＥＤＳ分析把炭催化剂及断面的元素沉积是分析催化剂失活原因的有效方法。     

乙炔氢氯化制氯乙烯Pt/C催化剂的性能

以PtCl₄和PtCl₂为活性组分,活性炭为载体,采用浸渍法制备Pt/C催化剂,考察Pt/C催化剂用于乙炔氢氯化制取氯乙烯的催化性能,并采用热重分析、N₂等温吸附-脱附和H₂-TPR等方法对Pt/C催化剂进行表征。结果表明, 加入少量Pt(Ⅱ)（质量分数20%）有利于提高催化剂的初始活性,但加剧了催化剂失活。而活性组分被还原是催化剂失活的主要原因,反应过程中积炭堵塞微孔结构也是导致催化剂失活的原因。     

糠醛液相加氢生产糠醇催化剂的失活研究

通过对新旧催化剂的X射线荧光（XRF）、X射线衍射（XRD）及电子扫描显微镜（SEM）分析,探讨了糠醛液相加氢生产糠醇催化剂的失活原因。结果表明,催化剂失活的主要原因是糠醛加氢过程中生成的高聚物附着在催化剂的活性表面。对催化剂的活性表面高聚物的有效去除是催化剂再生的关键。该类催化剂主要活性成分为铜,常规燃烧方法会使催化剂活性损失殆尽。因此,有必要开发一种有效的催化剂再生方法。     

Pt/C催化剂的制备及其在对氯苯胺合成中的应用

采用浸渍法制备Pt/C催化剂，考查了催化剂中Pt含量，催化剂还原温度以及第二金属的加入对由对氯硝基苯合成对氯苯胺的影响。结果表明，Pt/C催化剂中Pt含量为2％，还原温度500 ℃效果最佳，加入第二金属后氯苯胺的选择性高达99%以上。通过XRD、SEM和BET等方法对催化剂的失活进行初步探讨，分析发现，失活催化剂的Pt晶粒明显长大、载体形貌发生变化和比表面积变小等是导致催化剂失活的重要因素。     

A basic study of catalyst aging in the H-coal process

Samples of CoMo/Al₂O₃ catalysts used in an H-coal process demonstration run were studied to determine causes of catalyst deactivation. Physical and surface properties of the aged and regenerated catalysts were examined. Model compounds were used to assess four catalyst activity functions, viz., hydrodesulfurization (HDS), hydrogenation, cracking and hydrodeoxygenation (HDO). Other tests were performed to study the effects of coke and metals separately on the four catalyst activity functions.Catalyst coke content and metals deposits first increased rapidly, then more gradually with exposure time in the process run. Surface area and pure volume markedly decreased with exposure time. Catalyst activities of aged catalysts showed a rapid decline with exposure time. One-day exposure to coal resulted in significant losses in HDS and hydrogenation activities and nearly complete loss in cracking and HDO activities. Although metal deposits caused some permanent catalyst deactivation, coke had a much greater effect. Regenerated catalysts showed less recovery of catalytic activity as processing time increased. These results agreed well with product inspections from the process run.Oxygen chemisorption on aged—regenerated catalysts decreased with catalyst exposure time, indicating a significant loss of active sites. However, ESCA results showed no evidence of extensive sintering of the active MoS₂ phase. Permanent deactivation of the longer-time exposed catalysts can be ascribed, at least partly, to lateral growth of the active molybdenum sulfide phase. In addition, some loss in cobalt promotion occurred early in the process, which may account for the rapid loss in HDS and HDO activity in regenerated catalysts.     

Cu/HMS催化剂上丙二酸二乙酯催化加氢制备1,3-丙二醇

目前工业上生产1,3-丙二醇的方法存在一定局限性,为了开发出避免醛类副产物生成的1,3-丙二醇合成工艺,在高压连续固定床反应器上,以丙二酸二乙酯为原料,使用Cu/HMS催化剂催化加氢制备1,3-丙二醇。考察了原料液浓度、氢酯摩尔比、液时空速、反应温度、反应压力对反应的影响,之后进一步考察了催化剂的稳定性,并通过XRD及TEM表征分析了催化剂失活的主要原因。结果表明：在原料液质量分数7.5%、氢酯摩尔比400、液时空速1.8h^-1、反应温度200℃、反应压力1.8MPa的工艺条件下,催化剂表现出了较佳的催化加氢性能,丙二酸二乙酯转化率为93.4%,1,3-丙二醇收率可达到52.8%。反应120h后催化剂完全失活,结合XRD及TEM表征,认为粒径增大、活性组分流失或被部分氧化为Cu⁺是催化剂失活的主要原因。     

α-甲基苯乙烯加氢工业催化剂失活分析及再生

苯酚丙酮装置副产的α-甲基苯乙烯影响装置物耗,通常采用加氢将其转化为异丙苯作为原料循环使用,可提高装置运行效率、降低单耗,提高技术经济指标。α-甲基苯乙烯具有高度聚合性,易形成低聚物,同时含水、苯酚、碱性物等杂质,从而导致加氢催化剂失活。针对某工业装置运行中α-甲基苯乙烯加氢催化剂出现的失活现象进行剖析,并根据分析结果进行再生试验。结果表明,加氢催化剂失活原因主要是由于钠、铁杂质沉积以及苯酚、苯乙酮的聚合物覆盖所致。基于失活原因,重点比较了不同再生方案对加氢催化剂性能的影响,结果发现,水洗可以去除钠杂质,热异丙苯清洗或焙烧加氢催化剂可以除去表面的聚合物,使加氢催化剂性能完全恢复,产物中α-甲基苯乙烯残余量约500×10^-6,通过再生试验为工业α-甲基苯乙烯加氢催化剂的长周期稳定运行提供技术支撑。     

Cumene Hydroperoxide Hydrogenation on a Pd/Al2O3 Catalyst in a Trickle Bed Reactor – Kinetics of Hydrogenation and Deactivation

Liquid‐phase hydrogenation using a Pd/Al₂O₃ catalyst provides a potential technique for the reduction of cumene hydroperoxide (CHP) to α‐cumyl alcohol (CA). In this paper, CHP hydrogenation was carried out in a cocurrent downflow trickle‐bed reactor over a wide range of reaction conditions to study the reaction and deactivation kinetics. The proposed intrinsic rate expression for CHP hydrogenation is based on an Eley‐Rideal mechanism that accounts for an irreversible surface reaction between the absorbed CHP with nonabsorbed hydrogen molecules. During CHP hydrogenation, an exponential decay in activity of the Pd/Al₂O₃ catalyst and the presence of residual activity were observed. A kinetic deactivation model with residual activity was developed. Based on reaction and deactivation kinetics, catalyst deactivation was attributed to oxidation of the catalyst surface by CHP. The presence of residual activity was due to the partial reduction of oxidized catalyst surface by hydrogen.