Дезактивация катализаторов в результате спекания

Дезактивация катализатора может быть обусловлена физическими и химическими явлениями. Физическая дезактивация происходит в результате спекания, закупорки пор, потери удельной поверхности и др. Причины химической дезактивации катализаторов крекинга целесообразно сгруппировать следующим образом [c.112]

Пассивность металла может быть вызвана спеканием катализатора, происходящим в результате огромного выделения тепла в зоне адсорбированного металла во время регенерации. Влияние тяжелых металлов на спекание катализатора подтверждено лабораторными опытами [45], в которых подвергали дезактивации два образца катализатора, отобранных из одной и той же партии, — незагрязненного и содержащего металлы. После одновременного нагрева обоих образцов при 900 °С в течение 3 ч образцы имели удельные поверхности соответственно 201 и 163 м /г. [c.143]

Дезактивация катализаторов из-за ее большой практической важности привлекала и привлекает внимание исследователей. Однако в литературе существует некоторая путаница в понимании различных механизмов дезактивации. Часто результаты, полученные для одного из ее возможных механизмов, ошибочно применяются к другому, что приводит к неверным прогнозам в поведении катализатора. В настоящей монографии ставится задача рассмотрения совместно химических и технологических аспектов дезактивации гетерогенных катализаторов. Несмотря на то что химические и физические процессы, такие как отравление и спекание, обсуждаются в монографии каждый в отдельности, вся проблема протекания химической реакции, осложненной диффузией и дезактивацией катализатора, рассмотрена также в совокупности. Естественен переход к анализу работы реактора и выбору оптимального режима его эксплуатации, минимизирующему влияние дезактивации, В заключение рассмотрены вопросы регенерации катализаторов, восстанавливающей их активность. [c.18]

Важно отметить, что блокировка поверхности может оказаться не единственной причиной дезактивации катализатора. Во многих процессах закоксовывание наблюдается одновременно с отравлением и, возможно, со спеканием катализатора. Примером дезактивации в результате коксообразования и отравления является дезактивация катализаторов паровой конверсии углеводородов. [c.113]

Рис. 7.21. Температурные профили, полученные при дезактивации катализатора з результате спекания при постоянных условиях через 143 сут (/) и 475 сут (2) [7.33]

В некоторых работах приводятся количественные зависимости для скорости дезактивации катализаторов в результате спекания. Например, для реакции дегидрирования этанола на медном катализаторе найдено [121], что [c.33]

Физическая дезактивация (спекание катализатора происхо — дит под воздействием высокой температуры (в некоторых каталитических процессах и водяного пара) и при его транспортировке и циркуляции. Этот процесс сопровождается снижением удельной ПС верхности как носителя (матрицы) катализатора, так и активного компонента (в результате рекристаллизации—коалесценции нанесенного металла с потерей дисперсности). [c.82]

В то же время прт высоких скоростях окисления наблюдается резкое повьппение температуры в зоне выжига. Это может являться главной причиной необратимой дезактивации катализатора из-за спекания поровой структуры. Для большинства регенерируемых катализаторов проблема дезактивации в результате перегрева стоит настолько остро, что вместо интенсификации выжига кокса вынуждены уменьшать скорости этого процесса путем снижения концентрации кислорода в регенерирующем газе и температуры. Кроме того, начинают использовать для регенерации этих катализаторов специализированные установки с улуч-шенньпии условиями теплообмена. [c.3]

Различаются три типа дезактивации кобальт-молибдено-вых катализаторов. Временная дезактивация наблюдается в присутствии в газе некоторых примесей, удаление которых восстанавливает первоначальную активность. Образование углерода может быть названо полуперманентной дезактивацией, так как начальная активность может быть восстановлена путем регенерации. Постоянная (перманентная) дезактивация происходит при спекании поверхности или в результате потери молибдена при регенерации, или в присутствии некоторых веществ, например мышьяка, образующего в процессе гидрогенолиза неактивные соединения. В последнем случае необходима загрузка свежего катализатора. [c.79]

Изменением рассмотренных свойств можно регулировать избирательность катализатора. Однако во многих случаях катализатор может оказаться настолько активным, что при рабочих условиях процесса избирательность оказывается недостаточной. Стремление увеличить скорость реакции повышением температуры может привести к цепи нежелательных реакций, протекание которых трудно регулировать и которые в конце концов дезактивируют катализатор или значительно снижают выход целевых продуктов в резуль- тате образования побочных газа и кокса. Дезактивация катализатора может вызываться изменением самого катализатора например, при температуре около 760° С активная окись никеля на окиси алюминия превращается в неактивный алюминат никеля, происходит спекание катализатора и уменьшается его активная поверхность. Дезактивация может происходить также в результате действительной потери активного компонента, например вследствие испарения трехокиси молибдена М0О3 при температуре выше 650° С. Недостаточная скорость десорбции образующихся продуктов с поверхности катализатора дает такой же результат, как отравление, так как уменьшает эффективную поверхность катализатора и подавляет дальнейшее протекание реакции. Это явление можно в некоторой степени устранить повышением давления водорода, который способен вытеснять адсорбированные продукты с поверхности катализатора. [c.141]

Поскольку в ходе реакции катализаторы не претерновают превращения, теоретически срок их службы неограничен. Однако в практических условиях большинство катализаторов разрушается или постепенно дезактивируется при работе и поэтому их необходимо ГЕериодически регенерировать или заменять свежими. Разрушение катализатора вызывается физическими или химическими причинами. Физическое разрушение может быть вызвано механическим истиранием или перегревом п спеканием. Механическое истирание приводит к чрезмерному увеличению потерь вследствие уноса тонких фракций газовыми потоками и резкому увеличению пвдравлического сопротивления слоя спекание ведет к изменению структуры поверхности катализатора и быстрой потере активности. Химическое разрушение является в основном следствием химического взаимодействия между веществом катализатора и соединениями, содержащимися в сырьевом потоке, с образованием стойких продуктов реакции. Причиной химической дезактивации и разрушения может быть и накопление высокомолекулярных соединений, содержащихся в исходном газовом потоке или образующихся при процессе в результате побочных реакции. Обе эти причины ведут к уменьшению числа активных центров на поверхности катализатора и падению активности катализатора. Дезактивацию под действием примесей, содержащихся в газовом потоке, называют отравлением катализатора. Постепенная дезактивация катализатора вследствие накопления отложений на поверхности и вызываемая ею необходимость периодической регенерации весьма часто наблюдается при процессах, ведущих к образованию одного или нескольких нелетучих продуктов реакции. Например, превращение сероуглерода в сероводород процессом гидрирования сопровождается образованием элементарного углерода (кокса), который необходимо периодически удалять с поверхности катализатора. [c.316]

Спекание может произойти в результате непрерывной окислительной регенерации катализатора или вследствие работы при высоких температурах реакционной среды. Чтобы объяснить различные виды термической дезактивации катализаторов, были разработаны модели процесса спекания (см. разд. 10.4). Аиализ соответствующих моделей спекания показывает, что стабильность катализатора может быть повышена посредством оптимальной стабилизации его композиции и структуры, а также путем увеличения взаимодействия катализатор — носитель (см. разд, 3.1). С этой точки зрения для улучшения кислотной функции представляется важным использование твердых кислот со стабилизированной структурой и сверхстабильных цеолитов. Могут оказаться эффективными новые методы приготовления катализаторов, увеличивающие их термостабильность (см разд. 5.2.2). Так, методом коагуляции гелей могут быть получены такие катализаторы, как Ni0-W03-Zr02 и NiO-W03-TI02, коагулированные на сверхстабильных цеолитах, которые после прокаливания, в течение 2 ч при 1200 °С сохраняют удельную поверхность, равную 350 м /ч. [c.211]

Под отравлением ионимается химическая дезактивация катализатора, отличающаяся от таковой механической из-за блокировки поверхности, например коксом, и термической, например из-за спекания. Отравление является следствием связывания активных центров поверхности катализатора ядом путем адсорбции, химического взаимодействия или перестройки структуры поверхности. Яд или его предшественник (соединение, из которого он получается реакцией с поверхностью) могут привноситься извне в виде примеси к реакционному потоку или образовываться в ходе самого каталитического процесса в результате побочных реакций либо даже основной реакции. Далее будет рассматриваться в основном примесное отравление. [c.96]

В настоящее время с помощью электронного микроскопа можно визуально наблюдать изменения катализатора в течение его жизни— от генезиса до дезактивации. А. Б. Шехтер [101 при увеличении в 50 ООО раз проследила все стадии работы СпСг-катализаторов. Свежеполученный осадок хромита меди представляет собой частички с бесформенными очертаниями, которые затем слипаются в зерна и сетчатые кристаллы или агрегаты зерен. В результате прогрева при 600° образуются зерна с сильно развитой поверхностью и мелкими порами. После многочасовой работы такая структура исчезает, и все спекается в сплошную массу (синтеринг) дезактивированного контакта, становящегося крупнокристаллическим. Выяснено, что при спекании отдельные элементарные кристаллики мигрируют, скользят друг по другу и сливаются в более крупные агрегаты (латеральная подвижность поверностных атомов). Это подтверждает правильность представлений о снижении величины поверхности, как причине потери активности. [c.55]

Другим специфическим ядом является хлор. Низкотемпературные Си—2п—АЬкатализаторы конверсии СО были отравлены вследствие образования 2пС12 с последующим спеканием активной фазы меди [14]. Допустимое содержание хлорида намного ниже, чем серы даже после прекращения воздействия хлора на катализатор, дезактивация медленно продолжается — как результат деградации активного компонента. Хлориды вводятся обычно с питательной водой. Их попадание в реактор первичной конверсии СО можно предупредить, установив защитную камеру, заполненную низкотемпературным катализатором конверсии СО. [c.235]

Таким образом, многочисленные исследования показали, что преимущественными факторами снижения активности алюмосиликатных катализаторов являются 1) закоксование (дезактивация в пределах одного цикла) 2) уменьшение поверхности и изменение пористой структуры в результате протекг -ния процессов спекания и рекристаллизации 3) дезактивирующее действие щелочных и тяжелых металлов. [c.78]