工业催化剂再生技术及研究进展

韩秀枝

摘 要：随着工业的不断发展，工业催化剂的应用领域越来越广阔，尤其是在石油炼制、化学工业、环境保护等有关行业中的应用比较广泛。同时工业的发展也对工业催化剂提出了更高的要求，在当今节能环保的时代主题背景下，急需适应原料变化、有利于提高效率、节约能源的催化剂。因此，工业催化剂的再生技术逐渐受到人们重视。文章就不同种类的工业催化剂的再生情况进行细致的分析，并对其再生技术的进展进行探讨，以便促进工业催化剂再生技术的发展，为工业生产提供技术支持。

关键词：工业催化剂；再生技术；研究进展

引言

工业催化剂产品的质量直接影响到使用工业催化剂的化工生产过程的效率。对工业催化剂进行再生技术加工，能够有效的去除催化剂表面上的毒物和杂质，有利于确保工业生产的安全性，提高工业生产的效率[1]。

1 不同种类的工业催化剂再生

1.1 贵金属催化剂再生

贵金属催化剂的种类又分为以下几种。

其一，铂-氧化铝催化剂的再生。在部分石油化工公司使用的这类催化剂主要因为催化剂表面积碳过多，从而导致催化剂的活性消失。通常情况下，具有两种方法可以有效的解决这类问题，一种是流动床烧炭法，主要是将催化剂在流动床自然空气中来回烧炭3-4次，温度逐渐由低到高，最高温度不应超过450℃。另一种方法是氮气固定床烧炭法，在选择的固定床中，将氮气加入到空气中，并在温度为255-455摄氏度的范围下进行缓慢的烧炭除焦活动[2]。这两种脱碳的方法，具有较好的效果，但在其他性能相同的情况下，流动床烧炭除焦比表面积下降范围较大。另外，相关研究者制定出了针对重整工业催化剂的再生技术，这种再生技术主要是在比较高的温度下，将失去活性的催化剂和气态类型的氯、氟等其他卤素相互接触，从而使得催化剂活性恢复正常。这种方法在再生技术中使用了卤素物质，需要一定的保护措施，再生成本较高。美国相关研究者制定出了另一种含有氧气接触的催化剂，其主要是通过运用氧气的氧化原理，对催化剂表面的积碳进行清除处理，在使用还原气体还原。这种方法比较适合在二氧化硫存在，并且硫化已经老化的催化剂中使用，通过氧化原理将催化剂表面的碳物质进行清除，在使用氢气还原催化剂进行再生处理。

其二，含贵金属沸石催化剂再生。含贵金属沸石催化剂主要是因为在催化剂的表面沉积过多的碳质沉渣，从而使得催化剂的活性性能失效，在这种催化剂中由于该因素引起的失活现象比较普遍[3]。尤其是在石油炼制的过程，使用的韩贵金属的催化剂容易出现失活的现象。通常在焙烧或氧化再生该类催化剂的时候，容易发生金属迁移和聚集的现象，极大的降低了催化剂的活性。因此，在常用方法消除催化剂表面毒物之后，还需要对金属进行再分散处理，确保催化剂的活性得到恢复。美国相关研究者研究出一种受硫中毒的含沸石催化剂再活化的方法，这种方法主要是将再生的催化剂和布朗斯台德酸化合物的水溶液接触，将聚集的贵金属分散处理后，如果进行了酸处理，就使用氧化法进行处理，以便提高贵金属的分散度。

其三，炭载体贵金属催化剂再生。通常在醋酸、氧合成醋酸乙烯酯等加氢的过程中，将贵金属附加在活性炭上作为催化剂，但随着催化剂使用的时间逐渐延长，催化剂的活性就会慢慢下降直到消失。这种催化剂的一些通用的处理方法是使用碱液洗涤和多次洗涤，其中多次洗涤的方法是在260-300℃的热水下洗涤催化剂，再用5%-8%的稀氢氧化钠溶液洗涤。根据相关的研究者观点分析，当使用稀碱液洗涤后，还需要将催化剂和浓度为13%-30%的碱液接触，温度保持在3-100℃的范围内，接触时间为1-10个小时[4]。由此可以看出，通过使用浓度较高的碱液再生技术，可以将催化剂的活性完全恢复到正常水平，还能够延长催化剂的使用寿命。

1.2 非贵金属催化剂再生

其一，Ni系列催化剂再生。首先，再生前的处理情况。这类催化剂在再生处理前期需要在反应器烧焦前，对催化剂的硫化物质进行清理，还需要使用加热炉管的方式进行除焦处理，催化剂脱油主要是使用清油置换的方式处理的。其次，水蒸汽-空气再生技术。这种再生技术操作方法比较简便，产生的尾气对下游装置没有影响，但缺点是耗能较大，尾气直接排入大气中，对环境具有严重的污染。最后，氮气-空气烧焦再生技术。这种方法能源消耗比较低，对环境的污染程度较低，但氮气的价格比较高，供应量比较有限，所以需要使用气体循环流程进行处理[5]。

其二，钒系催化剂再生。钒系催化剂再生机理主要是使用去离子水浸泡直接将能溶于水的中毒物质溶解后洗去，使用硫酸浸泡处理方法可以将全部的碱金属中毒元素消除，同时对催化剂产生硫酸化作用。钒系催化剂的再生过程是先将失去活性的催化剂使用焙烧的方式将表面的积碳清干净，并选取比较合适的粒度进行匹配，并对催化剂表面的活性组织结构进行有效地整理，使用浸渍补加法进行活性组分，然后使用滚筒进行脱水、干燥、烘干、活化等处理。

其三，Co系催化剂再生。Co系催化剂再生技术一直是人们关注的重点，其原因主要是Co价格比较高，再生技术较复杂。Co系催化剂在操作过程中，由于催化剂表层积碳比较多，从而造成催化剂失去活性。针对这类的催化剂可以通过再生技术将催化剂的活性恢复到正常水平，但在再生处理的过程中，比较容易引起催化剂的性能发生变化。另外，加氢处理的催化剂会随着温度的升高，其所暴露的Mo2+离子就会随之增加，而Co2+就会相应的减少。在400℃以上的高温中进行再生处理，其中水的存在，会对催化剂的功能产生一定的影响，其中加氢转化和加氢活化性能就会有所下降。

2 工业催化剂再生技術的进展

目前，工业催化剂的再生技术主要朝着两个方面发展，一是从广度的角度来看，工业催化剂逐渐朝着多系列、多类型的方向发展，在工业新催化剂的再生技术发展方面，其发展范围和前景也比较广阔。从深度角度出发，工业催化剂再生技术不仅可以氧化除焦，还可以去处催化剂表面过多的沉积物和杂物等物质，还能够进一步消除其他类型的杂物。在未来的发展中，随着对工业催化剂再生技术的不断了解和认识，其再生技术主要是以表面重组和表面更新为发展目的，并会得到快速的发展。

3 结束语

文章通过对各种类型的工业催化剂的再生技术进行分析研究，并对催化剂再生技术的进展进行探讨，在未来的发展中，随着科学技术的不断发展，可以将各种技术引进工业催化剂的再生过程中，努力创新出新型的催化剂再生技术。根据当今时代的发展需求，提高催化剂的活性，降低能源消耗，减少对环境的污染，提高工业生产的效率，是工业催化剂再生技术发展的目标，最终达到提高工业生产的社会效益和经济效益的效果。

参考文献

[1]熊大方，张洪梅.R/C催化剂失活原因的热分析和原子吸收分析[J].扬子石油化工，2010，19（10）：101-102.

[2]高岩.选择性催化还原蜂窝状催化剂工业试验研究[J].中国电机工程学报，2011，31（35）：21-28.

[3]沈伯雄，杨婷婷.选择性催化还原脱氮催化剂的再生及其应用评述[J].化工进展，2011，27（1）：64-68.

[4]徐晓亮，黄丽娜.SCR脱硝催化剂循环再利用的研究进展[J].绿色科技，2011，12（6）：12-13.

[5]王静，刘亭.钒钛基SCR催化剂中毒及再生研究进展[J].环境科学与技术，2010，33（9）：97-101.