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changle9139

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[交流] 【石油加工专题之二】石油炼化催化剂的毒物


石油炼化催化剂的毒物



     石油加工,简单来说,也就是一些名词的堆砌:预处理、常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、热裂化、加氢精制、溶剂精制、白土精制、酸碱精制、催化重整,延迟焦化,烷基化异构化芳构化、烯烃叠合。得到的也是一些名词:炼厂气、石脑油、汽油、柴油、航煤、蜡油、润滑油、沥青、石油焦。 再加上各个过程的催化剂,油品-工艺-催化剂三者结合的石油中游体系也就构建出来了。
      本专题希望大家根据自己的认识和实际工作经验,总结下石油炼化中催化剂的毒物,最好可以按照工艺过程进行说明,使用什么催化剂,毒物主要是什么(例如Cl-,Ni,V,S,N等),这些毒物为什么是毒物,是造成催化剂减活,还是永久失活。如何预防等,。。。。。。
    没有必要复制教材中的长篇大论,说出自己的理解和看法即可。 没有格式限制,发言精彩,有丰厚的金币或EPI奖励。




【石油加工专题之二】石油炼化催化剂的毒物

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金虫 (著名写手)

石油化工,天然气工程师

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changle9139: 金币+10, 辛苦 2014-10-23 15:56:40
催化剂在使用中会因各种因素而失去活性,其中重要的一个因素就是中毒.催化剂中毒的原因有几种可能,原科中所含的少量杂质,或是强吸附(多为化学吸附)在活性中心上,或是与活性中心起化学作用,变为别的物质,都能使活性中心中毒.另外,反应产物中也可能有这样的毒物;在催化剂的制备过程中,载体内所含的杂质与活性组分相互作用,也可能毒化活性中心。
反应原料中含有的微量杂质使催化剂的活性、选择性明显下降或丧失的现象。中毒现象的本质是微量杂质和催化剂活性中心的某种化学作用,形成没有活性的物种。在气固多相催化反应中形成的是吸附络合物。一类是如果毒物与活性组分作用较弱,可用简单方法使活性恢复,称为可逆中毒或暂时中毒。另一类为不可逆中毒,不可能用简单方法恢复活性。为了降低副反应的活性,有时需要使催化剂选择中毒。
催化剂在使用中会因各种因素而失去活性,其中重要的一个因素就是中毒.催化剂中毒的原因有几种可能,原科中所含的少量杂质,或是强吸附(多为化学吸附)在活性中心上,或是与活性中心起化学作用,变为别的物质,都能使活性中心中毒.另外,反应产物中也可能有这样的毒物;在催化剂的制备过程中,载体内所含的杂质与活性组分相互作用,也可能毒化活性中心。
3 相关影响
毒物是各式各样的,对同一催化剂,只有联系到它所催化的反应,才能清楚地指明什么物质是毒物.也就是说,毒物不仅针对催化剂,而且是针对这个催化剂所催化的反应来说的。催化剂在活性稳定期间往往会因接触少量杂质而使活性显著下降,这种现象称为催化剂中毒。使催化剂丧失催化作用的物质,称为催化剂的毒物。若消除中毒因素后,活性仍能恢复,称为暂时性中毒,否则称为永久性中毒。
一些催化剂在一些反应中的毒物,其中有些是暂时性毒物,有些是永久性毒物.例如合成氨中用的铁系催化剂,水和氧是毒物,当这种中毒现象发生时,可以用还原或加热的方法,使催化剂重新活化,这种中毒是暂时性中毒,或称可逆中毒;而硫或磷的化合物对于这个催化剂和这个反应也是毒物,当由它们引起中毒时,催化剂就很难重新活化,这是永久性中毒,或称不可逆中毒.后面一种中毒,是可以防止的。
中毒不仅影响催化剂的活性,造成催化剂的活性下降,也影响催化剂的选择性.中毒是在化工生产中使用催化剂时经常遇到的实际问题,但我们了解得还不十分清楚.至于怎样防止中毒和解毒,要通过实践来加以解决.
原因之一:“阳离子”中毒
1、阳离子的组成:C4原料中的金属离子和碱性氮化物、氨气和有机胺。
2、阳离子的来源:
①上游原料水洗不彻底而带来的钠离子、钙离子;
②设备管道或阀门所产生的可溶性的铁离子、铬离子;
③FCC分子筛中的微量铝离子和硅离子;
④C4中的氨、甲胺等碱性化合物也属于阳离子的范畴。
3、中毒原理和形式:这些阳离子和催化剂中的SO3OH产生离子交换而使催化剂“中毒”。反应式如下:SO3OH M (Na 、Ca2 、Fe3 、Cr4 、Al4 、NH4 、CH3NH2 ……)
中毒形式:“一层一层”地中毒,即:先接触物料的先中毒,后接触物料暂不中毒。
4 中毒原因
原因之二:可水解的腈类和酰胺类物质中毒
①在催化裂化中,C4、C5原料通常含有乙腈、丙腈。
②蒸气裂解C4料原中,偶尔会带有上游的丁二烯之抽提用的DMF.
原因之三:新型水处理药剂催化剂孔道堵塞,使催化剂失活。
原因之四:催化基团脱落,使催化剂失活。
新型水处理药剂催化剂最高耐温120℃,但长时间在此温度下运行,催化剂的磺化基团会从结构骨架上脱落下来,而流入液相中,从而造成催化剂失活。
学习是永恒的主题、交流是一种态度、坚持是一种本能。
3楼2014-10-20 17:00:21
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