加氫石油樹脂連續(xù)化生產(chǎn)工藝中,催化劑失活機制主要包括催化劑中毒、積炭、活性金屬顆粒變化以及孔結(jié)構(gòu)破壞等,具體如下:
催化劑中毒:石油樹脂原料通常由乙烯副產(chǎn)獲得,成分復(fù)雜,若其中含有的硫、氯、氟、重金屬等有毒物質(zhì)未被完全去除,這些物質(zhì)會吸附在催化劑活性位上,使其無法正常發(fā)揮催化作用,從而導(dǎo)致催化劑中毒失活,例如,對于Pd/Al₂O₃催化劑,原料中脫除的S雜質(zhì)吸附在催化劑表面,就會致使催化劑失活。
積炭:在加氫反應(yīng)過程中,石油樹脂的大分子化合物可能會發(fā)生聚合反應(yīng),生成的高聚物或積碳會堵塞催化劑的孔道,覆蓋活性中心,阻礙反應(yīng)物與催化劑活性位的接觸,導(dǎo)致催化劑活性下降,這因積炭導(dǎo)致的失活,可通過溶劑洗滌和氧化等方式進行再生,恢復(fù)部分催化劑活性。
活性金屬顆粒變化:在連續(xù)化生產(chǎn)的長期高溫條件下,催化劑的活性金屬顆粒可能會出現(xiàn)聚集、燒結(jié)長大的現(xiàn)象,從而改變金屬顆粒的大小和形態(tài),減少活性比表面積,降低催化劑的活性。此外,非貴金屬加氫精制催化劑在長期運轉(zhuǎn)過程中還可能存在晶體長大、結(jié)構(gòu)破壞等問題,進而影響催化劑的性能。
孔結(jié)構(gòu)破壞:長時間的反應(yīng)條件以及再生過程中的不當操作等,可能會導(dǎo)致催化劑的孔道結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌。孔結(jié)構(gòu)的破壞會使催化劑的比表面積和孔容減小,反應(yīng)物分子在催化劑內(nèi)的擴散受到阻礙,從而降低催化劑的活性和選擇性。
金屬沉積:原料油中存在的一些金屬,如Fe、Ni、V、Ca等,以油溶性有機金屬化合物的形式存在,它們在加氫過程中分解后會沉積在催化劑表面,堵塞催化劑的微孔,而As、Pb、Na等金屬則會與催化劑活性中心反應(yīng),導(dǎo)致催化劑永久性失活。
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