催化剂密度分级技术在分离PS-Ⅶ连续重整催化剂中的应用

连续重整装置中死区催化剂与正常催化剂的有效分离,对连续重整装置长周期运行具有重要意义。介绍了振动流化态密度分级技术与风车式物理分级技术的工作原理,对2种技术的优缺点进行了比较,结果表明:风车式物理分级技术在处理能力、可分离种类、自动化程度、作业环境要求等方面具有明显优势,分离效率高,可以对包括瓷球的全部催化剂进行分离。采用风车式物理分级技术对1#连续重整反应及再生系统卸出的PS-Ⅶ催化剂进行分级,实现了侏儒球、破损颗粒剂、高碳催化剂与正常催化剂的分离。工业运行结果表明:分级后的合格催化剂回用后,待生催化剂及再生催化剂碳含量无大幅波动,装置运行稳定,各工艺参数正常。     

DMTO再生催化剂经C4/C5+裂解预积炭后对MTO反应性能的影响

采用小型固定流化床,研究了MTO副产物C4/C5^+烯烃在DMTO再生催化剂上的催化裂解反应、预积炭情况,以及预积炭后再生催化剂对MTO反应性能的影响。结果表明:C4/C5^+烯烃可作为原料在DMTO再生催化剂上进行催化裂解,生成乙烯、丙烯,增加双烯产量。在此裂解过程中,DMTO再生催化剂发生预积炭,可以提高MTO反应中双烯的初始选择性,缩短反应诱导期,提高双烯收率;同时,可以减小甲醇的生焦率,降低甲醇消耗。DMTO再生催化剂预积炭会影响催化剂寿命,其经C4/C5^+裂解预积炭过程中碳质量分数以3%左右为宜。     

烯烃裂解增产丙烯催化剂再生性能

由于烯烃裂解技术反应自身的特点,催化剂容易积炭失活,需要进行多次再生,因此,催化剂的再生性能对烯烃裂解技术至关重要。在实验室对中国石化中原石油化工有限责任公司烯烃裂解工业装置的ZSM-5催化剂进行了多次反应和再生试验,考察其烯烃裂解反应性能,并运用TG、XRD、NH₃-TPD、氮气物理吸附以及SEM等对再生前后的催化剂样品进行表征。结果表明,开发的烯烃裂解催化剂经过13次的反应再生过程,新鲜催化剂与再生催化剂的比表面积和孔容基本相同,烯烃转化率、丙烯及乙烯收率无明显变化,烯烃转化率仍大于73%,丙烯和乙烯收率分别大于32%和10%。且催化剂骨架结构和酸中心稳定,在多次反应与再生过程中的酸量保持不变,具有良好的再生性能。     

生物质热解催化剂积炭问题的研究进展

生物质催化热解获得生物油等高质产品是最有前途替代传统化石能源的方法之一,但在热解过程中存在着严重的催化剂失活问题,其中积炭是导致催化剂失活的最主要因素。本文对近年来生物质催化热解领域的催化剂积炭问题进行综述,重点介绍催化剂积炭失活原因及表征方法、积炭的影响因素分析（催化剂结构、催化剂酸性与反应温度）、抑制催化剂积炭的方法 （催化剂改性、高压反应条件等）以及积炭催化剂再生方法 （氧化灼烧再生、臭氧低温再生、非热等离子体再生等）,并介绍了近年来新兴的微波催化热解技术对催化剂积炭的抑制和消除作用,然后针对该领域目前所面临的困难和发展方向进行展望,以期为生物质催化热解过程中催化剂积炭问题研究提供理论基础。     

MTO积炭催化剂在O2/CO2气氛中的再生动力学

为了开发一种既能满足甲醇/二甲醚制烯烃(DMTO)积炭催化剂再生要求,又可以富集再生尾气中CO_2技术,在热重分析仪上采用等温和非等温方法对工业流化床反应器中积炭催化剂进行O_2/CO_2气氛中的再生动力学研究。结果表明,积炭DMTO催化剂O_2/CO_2气氛中再生反应速率对催化剂积炭含量表现为一级反应。两种方法下得到的空气再生活化能有所不同,等温方法得到再生活化能约为70 kJ/mol,而非等温方法得到再生活化能约为80 kJ/mol。所得动力学对于O_2/CO_2气氛下燃烧再生器的设计和操作优化有重要的意义。     

DMTO催化剂的空气再生动力学研究

研究DMTO催化剂在工业条件下的再生动力学对于DMTO工业装置的稳定运行具有重要意义。目前的研究主要集中在根据工业再生器运行数据进行拟合,得到的再生动力学适用温度范围窄。利用热重分析仪,采用等温和非等温方法对DMTO工业流化床反应器中积炭催化剂进行空气再生实验研究。结果表明,积炭DMTO催化剂空气再生反应速率对催化剂积炭含量表现为一级反应。两种方法得到的空气再生活化能几乎相同,约为85 k J·mol-1。表明积炭DMTO催化剂再生过程中积炭物种具有相同性质,实验方法对再生活化能影响很小。     

氯甲烷催化剂净化回用技术

通过开发适用于氯甲烷催化剂净化回用的增强聚丙烯式压滤机,对催化剂进行压滤回收,使催化剂净化后满足氯甲烷合成工艺要求。同时,通过催化剂活性再生和掺混实验,确定最优的再生后的催化剂所占质量比例为80%。     

Research progress of coke deposition on catalyst during methanol conversion to olefins

介绍了SAPO-34分子筛催化甲醇制烯烃反应时催化剂的积炭机理,催化剂物化性能、反应工艺条件对催化剂积炭行为的影响,积炭和烧炭动力学研究成果。总结显示,导致SAPO-34失活的积炭物种为蒽、菲、芘等稠环芳烃。适当降低分子筛酸密度、减小粒径,可减缓积炭失活速率。随着反应温度升高,催化剂积炭量呈指数规律增长,反应初始阶段的积碳生成速率很快,随后趋于平缓;增加剂醇比,催化剂上积炭量降低;增加原料中水含量,反应初期催化剂积炭量明显降低,但随着反应进行,水的效果逐渐减弱。积炭燃烧速率与氧气分压、催化剂积炭量成正比。对甲醇制烯烃反应过程中催化剂上的积炭问题进行系统分析,为确定催化剂改进方向,延长催化剂寿命、提高低碳烯烃选择性而合理控制反应和再生工艺条件提供依据。     

二甲醚羰基化催化剂的烧炭再生

以水热合成的H-MOR分子筛催化剂,通过对二甲醚羰基化反应失活后催化剂进行再生,考察了不同再生气体、再生温度、O₂体积分数、烧炭升温速率等条件,烧炭后催化剂上二甲醚羰基化活性性能。TPO表征结果表明：反应后H-MOR分子筛上有两种不同性质的积炭。积炭催化剂在3%（体积） O₂/N₂气氛中,从室温以2℃·min^-1升温至320℃恒温一段时间,然后以相同速率升温至550℃进行烧炭,再生催化剂活性几乎完全恢复。NH₃-TPD和BET表征结果表明,再生催化剂活性得以恢复是因为优化了烧炭方案,分子筛表面积炭能够被烧除干净同时分子筛孔道不被破坏。     

工业渣油加氢装置运转后催化剂失活研究

采用ICP、元素分析、BET等多种技术手段,对工业渣油加氢装置运转后催化剂进行研究。研究结果表明,由于金属沉积和积炭生成,各催化剂堆积密度有不同程度的增加,孔容有不同程度减少,沿着反应物流方向,催化剂孔容损失率先降低后增加;金属Ni、V沉积量沿着反应物流方向逐渐减少,说明脱金属剂对原料油中Ni、V的脱除起到了关键作用;沿着反应物流方向催化剂上积炭量先是减少,然后再逐渐增多,其中脱残炭剂上积炭量最大。     

积炭催化剂再生的分形维模型

将分形维理论引入积炭催化剂与再生气体的烧炭反应系统，提出了积炭催化剂的分形维模型。在拟稳态条件下，按缩核模型求得解析解，并在此基础上分析了当反应受气膜扩散控制、灰层扩散控制和化学反应控制时，分形维对再生过程的影响。通过实验和参数估计确定了积炭催化剂表面的分形维数在２～３之间，从而验证了模型的正确性。     

异丁烷脱氢制异丁烯反应过程Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂的失活分析

研究了Pt-Sn-K/γ-Al₂O₃催化剂在异丁烷脱氢-器内再生循环过程中脱氢反应性能,采用N₂物理吸附、CO脉冲吸附、NH₃-TPD和TG对催化剂进行表征,提出了催化剂的失活原因。结果表明,新鲜Pt-Sn-K/γ-Al₂O₃催化剂上异丁烯初始收率为39.5%,脱氢反应24 h后异丁烯收率降至20.6%。经2次脱氢-再生循环后,催化剂上异丁烯收率降至11.1%,72 h反应结束时异丁烯收率降至7.9%。积炭覆盖催化剂的活性位是导致催化剂失活的主要原因。Pt烧结及Pt-Sn合金形成使催化剂上Pt分散度降低,导致再生后催化剂活性明显下降。     

异丙苯合成分子筛催化剂的水蒸汽再生

研究了中试失活的M-92异丙苯合成催化剂上积炭的性能及在不同温度下的H₂O-O₂-N₂烧炭再生。对再生后催化剂的活性、酸性、比表面积和结晶度等性能进行了考察和测定。结果表明,催化剂上的积炭有两种形态,低温炭和高温炭。再生温度及再生时间对催化剂再生性能有重要影响,水蒸汽再生温度可控制在450 ℃以下。在适宜再生条件下,催化剂活性能够恢复,且稳定性比新鲜催化剂的更好。     

甲醇制烯烃反应SAPO-34催化剂积炭行为的原位漫反射红外光谱分析

依据酸性催化剂表面吸附态物种分子产生红外信号的机理,采用原位漫反射红外光谱技术对甲醇制烯烃反应中不同反应时间与床层位置的SAPO-34催化剂积炭行为进行研究。结果表明,反应时间与床层位置的变化对SAPO-34催化剂积炭数量和物种有显著影响。反应时间延长导致SAPO-34催化剂积炭量增加,且积炭成分中重组分稠环芳烃比例上升,积炭速率逐渐加快。积炭量随床层位置自上而下逐渐减少,失活催化剂笼中烷基芳香烃类积炭通过环化和脱氢逐渐转变为多环芳香烃类。     

浅谈沸腾床催化剂脱油效益分析

本文对沸腾床催化剂脱油技术工业应用进行简述,催化剂经脱油后不仅能够满足再生需求,降低器外再生安全隐患,同时可脱油含量22.6%,年可回收油品利润19.0563万元。     

载体原料对Pt-Re催化剂正庚烷催化重整活性的影响

采用不同厂家生产的拟薄水铝石粉制得γ-Al_2O_3载体,通过共浸渍法制得一系列Pt-Re催化剂,并对其进行BET、XRD和NH_3-TPD表征。以正庚烷为原料,在反应温度500℃、反应压力1.0 MPa、空速2.0 h~(-1)和氢油体积比1 000∶1条件下对制备的Pt-Re催化剂进行活性评价,并采用红外硫碳分析仪测定反应后催化剂的积炭量。结果表明,制备的催化剂SBPR-2重整性能优于其他催化剂,且积炭较少,稳定性较佳,正庚烷转化率大于95%,芳烃选择性大于24%,积炭量为0.33%。     

CH4／CO2转化制合成气（CO／H2）Ni／Al2O3系列催化剂抗积炭性能的研究

本文采用原位燃烧色谱法研究了催化剂对CH4／CO2转化制合成气反应的抗积炭性能，测定了反应中催化剂的积炭量，考察了温度等反应条件对积炭量的影响，发现Ni／CeO2－MgO－Al2O3－2催化剂具有较强的抗积炭性能，尤其在低CO2／CH4比的条件下，明显优于其他催化剂。     

分子筛型催化剂的失活与再生

轻烃转化过程中酸性分子筛催化剂失活的主要原因是积炭。积炭由反应物生成，其生成速率受分子筛的孔结构、酸性及反应操作条件影响。通过积炭组分形成过程的分析，可以提出积炭形式的模型及限制分子筛催化剂积炭失活的一些方法和最佳化的再生条件。从失活催化剂上去除积炭，一般是在贫氧空气流下的氧化处理，由于积炭分子中大量的氢原子在低温下被氧化，防止分子筛分解的再生操作方法分为2个阶段：第一阶段低温，第二阶段高温，通过使催化剂在高温下避免与水蒸气接触而减少催化剂的分解。     

钴基费托合成催化剂失活机理及再生研究进展

综述了钴基费托合成催化剂的失活机理、催化剂再生工艺及如何延长催化剂寿命的研究进展,通过分析催化剂失活原因,认为中毒、Co颗粒烧结、积炭、氧化、固相反应、晶相重构、表面阻塞和催化剂磨损等因素造成催化剂不同程度失活,其中积炭和Co颗粒烧结是催化剂失活的最主要原因,延长催化剂寿命的关键是提高催化剂的抗烧结能力和抑制积炭生成。增强活性金属Co和载体间的相互作用,保持Co晶粒分布均一或采用包覆、限域等策略可提高催化剂的抗烧结能力,通过添加助剂、调整氢碳比和空速等工艺参数亦可抑制积炭的生成。采用氢处理、脱蜡-氧化-还原和脱蜡-氧化-溶液处理-还原等工艺可实现催化剂的再生,对催化剂进行再生时要结合催化剂失活的主要原因,选择合适的再生工艺来最大限度地恢复催化剂活性。今后,提高催化剂的稳定性以及开发催化剂再生工艺技术路线是提高钴基费托合成技术竞争力的关键。     

甲烷合成催化剂抗积炭能力研究

在模拟焦炉气合成甲烷反应过程中,利用热重分析（TG）,研究了催化剂在一定反应温度范围内的主要积炭类型,以及在不同工艺条件下的抗积炭能力.研究发现：反应温度500℃以上,催化剂的积炭类型以CH4分解为主.反应温度和CH4浓度对催化剂的抗积炭能力影响较大,温度越高积炭量越大,CH4浓度越高积炭量也越大.