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、O_2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)O_2/N_2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。NH_3-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。     

ZSM-35分子筛催化剂用于正丁烯骨架异构的反应性能及失活再生研究

采用高硅铝比ZSM-35分子筛催化剂,在固定床连续反应器中进行了正丁烯骨架异构化稳定性试验,并采用氧气烧炭再生,利用TPO、BET、NH3-TPD、Py-IR等技术,对新鲜催化剂、不同反应时间后及再生的催化剂进行表征,研究了积炭对催化剂活性的影响。结果表明：正丁烯转化率为45%时,异丁烯选择性为95%,经过390 h的运行,异丁烯的收率仍能达到32%,该催化剂具有良好的稳定性及选择性,且再生性能良好。催化剂上积炭主要在反应初期形成,沉积在微孔内,且优先发生在强酸中心上,主要为难以烧除的类石墨炭。     

ZSM-35分子筛催化正丁烯骨架异构的反应性能及失活再生

采用高硅铝比ZSM-35分子筛催化剂,在固定床连续反应器中进行了正丁烯骨架异构化稳定性实验,并采用氧气烧炭再生,利用TPO、BET、NH3-TPD、Py-IR对新鲜催化剂、不同反应时间后及再生的催化剂进行表征,研究了积炭对催化剂活性的影响。结果表明,正丁烯转化率为45%时,异丁烯选择性为95%,经过390 h的运行,异丁烯的收率仍能达到32%,该催化剂具有良好的稳定性及选择性,且再生性能良好。催化剂上积炭主要在反应初期形成,沉积在微孔内,且优先发生在强酸中心上,主要为难以烧除的类石墨炭。     

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。     

低碳烃芳构化催化剂烧炭再生动力学

以结焦的ZSM-5分子筛催化剂为研究对象,在热重分析仪上进行催化剂再生烧炭实验,在500~650℃和氧分压10~25 k Pa的条件下,考察了再生温度、氧分压及时间对烧炭过程的影响,计算得到含碳量1.3%(质量分数)的催化剂的再生动力学参数,回归得到ZSM-5分子筛催化剂再生动力学模型。结果表明,适宜的再生烧炭温度在600℃左右,适宜的氧分压为15~20 k Pa。ZSM-5结焦催化剂的烧炭反应速率与炭含量和氧分压的关系符合一级反应规律,该模型能较好地拟合实验数据。     

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。     

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。     

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。     

P-ZSM-5分子筛催化剂的再生烧炭

介绍催化剂失活的主要原因。采用热重分析仪对结焦失活P-ZSM-5催化剂进行再生烧炭实验,考察了烧炭温度范围、烧炭温度、O2含量、体积空速及烧炭时间对烧炭过程的影响。结果表明,结焦失活P-ZSM-5催化剂较适宜的再生工艺条件为烧炭温度范围251.2～656.12℃、烧炭温度600℃、O2含量20%、体积空速3 500～10 000 h-1、烧炭时间30 min,并得到了再生烧炭的表观动力学方程及相关的动力学参数。     

国内化工信息

1 连续重整技术再上台阶由中国石化工程建设公司ＢＤＩ设计执行中心和石油大学完成的“连续重整催化剂再生技术的研究”近日通过了集团公司的技术鉴定。在几年的攻关中 ,该课题的科技人员深入研究了积炭机理、烧炭动力学和轴向、径向不同类型移动床内气固流动规律 ,开发了轴向径向两种移动床烧炭过程的计算软件 ,设计出了 3种不同催化剂环量的轴 -轴两段组合烧炭和轴-径两段组合烧炭的新型轴流移动床再生器 ,该设计已申请了两项中国专利。这种新型再生器结构合理、简单 ,实现了物料气固活塞型流动 ,在床层温度分布和烧炭效率等方面 ,优于国…     

长链烷烃脱氢催化剂的烧炭研究

研究了工业长链烷烃脱氢催化剂反应后沉积炭的分布规律,发现失活的Pt负载型催化剂上存在三种类型的积炭.在实验室固定床反应器中,考察了烧炭温度、氧分压和空速对烧炭的影响.实验证明,多步程控烧炭条件为500℃和O2体积分数1%下恒温3 h,切换为O2体积分数3%恒温2 h,最后在空气气氛下恒温3 h,燃烧气空速为1 000h-1.     

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。     

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。     

N2O-步氧化苯制苯酚FeZSM-5分子筛的失活与再生

将离子交换法制备并经水热处理的FeZSM-5分子筛应用于N2O-步氧化苯制苯酚反应中。在固定床反应器上研究了导致催化剂失活的原因,考察了失活催化剂的再生条件,并采用热重-差热综合热分析法（TG-DTA）、N2吸附比表面测定法（BET）和程序升温氧化法（TPO）等对失活前后的催化剂进行了表征。结果表明,FeZSM-5分子筛催化剂在N2O-步氧化苯制苯酚反应中具有较高的初始活性,但失活较快。失活催化剂上存在两种形式的积炭,c与H比不同的低温炭和高温炭是催化剂失活的主要原因。再生实验结果表明,失活催化剂在450℃下,在N2O气氛中烧炭再生处理40min后,催化剂的活性可完全恢复,此时催化剂表面的积炭率仍保持在30％左右。     

催化剂烧炭再生模拟和分析

催化剂烧炭再生是非定态过程。本文建立了绝热反应器内催化剂烧炭模型,利用移动边界正交配置法求解。以结炭的BO2催化剂再生为工作反应,模拟预测与实验值吻合良好。模拟计算表明,用递升进口温度序列烧炭,使再生时间明显缩短。     

N2O一步氧化苯制苯酚FeZSM-5分子筛的失活与再生

将离子交换法制备并经水热处理的FeZSM-5分子筛应用于N2O一步氧化苯制苯酚反应中.在固定床反应器上研究了导致催化剂失活的原因,考察了失活催化剂的再生条件,并采用热重-差热综合热分析法(TG-DTA)、N2吸附比表面测定法(BET)和程序升温氧化法(TPO)等对失活前后的催化剂进行了表征.结果表明,FeZSM-5分子筛催化剂在N2O一步氧化苯制苯酚反应中具有较高的初始活性,但失括较快.失活催化剂上存在两种形式的积炭,C与H比不同的低温炭和高温炭是催化剂失活的主要原因.再生实验结果表明,失活催化剂在450℃下,在N2O气氛中烧炭再生处理40 min后,催化剂的活性可完全恢复,此时催化剂表面的积炭率仍保持在30%左右.     

甲烷干重整反应中CoxSnyNi7.5-x-yMg92.5O催化剂的抗积炭性能及其动力学

针对甲烷干重整反应中催化剂易积炭的问题,通过甲醇溶剂热方法制备了以Co_xSn_yNi_(7.5-x-y)Mg_(92.5)(OH)(OCH_3)为单一前驱体的Co_xSn_yNi_(7.5-x-y)Mg_(92.5)O系列催化剂,对其进行了抗积炭性能及反应动力学的研究,探讨了Co-Sn双助剂的作用及其抗积炭性能。在800℃的反应条件下进行了催化性能考评,研究发现,Co_(0.075)Sn_xNi_(7.425-x)Mg_(92.5)O系列催化剂可保持高活性、高稳定性长达100 h。动力学研究表明,以Co_xSn_yNi_(7.5-x-y)Mg_(92.5)O为催化剂,CH_4和CO_2重整反应是CH4的1级反应,CO2的0级反应,Co能够降低反应活化能,Sn能够提高反应活化能。Sn可降低甲烷裂解速率和积炭生成速率,Co能够提高催化剂表面炭物种的气化速率。Co和Sn双助剂的引入能够同时大幅度降低可气化积炭和顽固性积炭的含量。因此,Co和Sn双助剂催化剂对于CH_4-CO_2重整反应催化剂的设计和应用具有很大的潜在价值。     

正丁烯骨架异构催化剂再生性能

采用小型固定床装置评价自制ZSM-35分子筛催化剂正丁烯骨架异构性能,在反应温度380℃、反应压力0.1 MPa和空速6.0 h-1条件下反应350 h,正丁烯转化率和异丁烯收率均大于35%,异丁烯选择性大于95%,副产物收率在反应进行至120 h时接近0,催化剂正丁烯骨架异构性能稳定。通过程序升温氧化表征研究催化剂积炭过程,采用程序升温氧化烧碳法对催化剂进行再生,采用XRD、NH3-TPD和BET等表征新鲜催化剂和三次再生催化剂的物化性能,结果表明,再生催化剂的物化性质几乎无变化,三次再生催化剂异构性能接近新鲜催化剂,催化剂再生性能良好。     

SAPO-34催化剂上甲醇制烯烃反应——催化反应失活动力学

甲醇制烯烃(MTO)催化剂SAPO-34在反应过程中存在失活现象,为了合理设计MTO反应器,需要了解该反应的本征动力学以及催化剂的失活规律,为此在固定床等温积分反应器内进行了甲醇制烯烃反应失活动力学的研究。通过测定不同催化反应时间下反应物和各产物的浓度,考察了催化剂不同使用时间后的催化活性,研究了SAPO-34催化剂的失活规律,建立了5集总反应和失活动力学模型,该模型充分考虑到水和积炭对反应过程的影响。根据实验测定的动力学数据拟合得到了失活反应的动力学常数,该动力学模型预测得到的SAPO-34催化剂上MTO反应产物组成随反应时间的变化规律与实验值吻合很好,说明了获得的动力学模型的可靠性。     

物理分级技术在重整装置催化剂分级中的应用

中国石化广州分公司采用物理分级技术对连续重整反应一再生系统卸出的催化剂按照密度进行分级,可将受损后的侏儒球、破碎催化剂从正常催化剂中分离出来,分离后可回用的催化剂积炭量最高为3.43%,能够满足积炭量小于7%的控制指标要求。工业运转结果表明,物理分级技术的催化剂密度分级效果良好,将积炭量不大于7%的催化剂回用,不仅能够满足反应和再生的要求,而且还缩短了再生开工过程中黑烧的时间。