加氫石油樹脂連續(xù)化生產(chǎn)工藝中,催化劑失活機(jī)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(huì)吸附在催化劑活性位上,使其無(wú)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(duì)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(huì)致使催化劑失活。
積炭:在加氫反應(yīng)過(guò)程中,石油樹脂的大分子化合物可能會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng),生成的高聚物或積碳會(huì)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(guò)溶劑洗滌和氧化等方式進(jìn)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(zhǎng)期高溫條件下,催化劑的活性金屬顆??赡軙?huì)出現(xiàn)聚集、燒結(jié)長(zhǎng)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(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中還可能存在晶體長(zhǎng)大、結(jié)構(gòu)破壞等問(wèn)題,進(jìn)而影響催化劑的性能。
孔結(jié)構(gòu)破壞:長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)條件以及再生過(guò)程中的不當(dāng)操作等,可能會(huì)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(huì)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(kuò)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(jī)金屬化合物的形式存在,它們?cè)诩託溥^(guò)程中分解后會(huì)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(huì)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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