[發(fā)明專利]一種快速清除烷烴脫氫催化劑表面積碳的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610922061.2
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107971046B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金立;張永剛;杜志國;王國清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J38/02
• 分類號: B01J38/02;B01J23/96
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發(fā)明涉及工業(yè)催化技術(shù)領(lǐng)域的一種快速清除烷烴脫氫催化劑表面積碳的方法。本發(fā)明的方法包括：在線分析燒焦尾氣中碳的氧化物和氧氣的濃度，根據(jù)燒焦尾氣中碳的氧化物的濃度調(diào)節(jié)反應(yīng)管內(nèi)燒焦氣氛中空氣的含量，調(diào)節(jié)反應(yīng)管內(nèi)的溫度。本發(fā)明的方法減少了催化劑再生過程中燒焦所需要的時間，同時整個方法直觀易行，具有很好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)催化技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，涉及一種快速清除烷烴脫氫催化劑表面積碳的方法。

背景技術(shù)

表面積碳反應(yīng)是一種常見的烷烴脫氫反應(yīng)的副反應(yīng)之一。積碳反應(yīng)后生成的表面積碳往往會降低催化劑活性組分與反應(yīng)組分接觸的頻率，造成催化劑孔道堵塞等不良后果，引起催化劑催化活性下降，甚至失活，是降低催化劑使用壽命的一個主要原因。通常人們采用引入氧化燃燒的方法除去附著在催化劑活性組分表面的積碳，但是這樣的方法通常會在催化劑表面產(chǎn)生大量的熱，從而在催化劑局部產(chǎn)生熱點(diǎn)，造成催化劑活性組分的流失或者失活。因而通常采用的方法為較低溫度和較低的氧分壓氣氛下除去焦炭，從而保全了催化劑表面的活性組分。CN104084218A公開了一種分為三段升溫的燒焦方法，從100℃開始逐步清除催化劑表面的積碳，待到高溫段約550℃焙燒時需要耗費(fèi)約10h。CN104107704A則公開了一種在燒焦過程中分階段提升氧氣濃度的方法去除催化劑的表面積碳，在列舉的實(shí)施例中一般需要4～10h方能得到較為理想的效果。使用以上方法的燒焦過程相對較為緩慢，并且是否能在燒焦過程中有效地去除積碳仍未可知。

為了提高去除積碳的效果，也有人采用臭氧等方法提高除焦的效率。CN104507566A公開了一種先在較低溫度下采用氧氣-臭氧流的方式去除表面積碳，再在較高溫度下用氧氣流去除殘留積碳的方式以避免催化劑活性組分的損失。雖然該方法通過較低溫度的操作，降低了催化劑活性組分燒結(jié)的幾率，但是相對工藝條件較為復(fù)雜，操作條件的控制也沒有更多的依據(jù)可循。

近期隨著一些原位表征方法的進(jìn)步，燒焦過程中的氧化反應(yīng)可以通過原位實(shí)時動態(tài)表征的方法進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對催化劑表面狀態(tài)的精確控制。Bennici等人在《德國應(yīng)用化學(xué)國際版》(Angew.Chem.Int.Ed)第四十六卷，第5412-5416頁)公開了一種采用原位拉曼和紫外可見光譜的方法原位監(jiān)測催化劑表面積碳的含量，進(jìn)而逐步提升燒焦過程中反應(yīng)氣氛中的氧氣濃度以降低放熱效應(yīng)對催化劑活性組分的影響的方法，但該方法涉及的設(shè)備無法適用于大型化生產(chǎn)，而且工業(yè)生產(chǎn)的條件比較惡劣，大型化和精密的儀器不易使用，該方法僅適合實(shí)驗(yàn)室使用，不適用于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種快速清除烷烴脫氫催化劑表面積碳的方法。具體地說涉及一種通過在線分析碳氧化合物和氧氣濃度的變化，實(shí)時調(diào)節(jié)燒焦氣氛中空氣比例和反應(yīng)爐溫度的方法。本發(fā)明的方法減少了催化劑再生過程中燒焦所需要的時間，該方法不易引起催化劑燒結(jié)失活，更快速，同時整個方法易于操控，具有很好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明的一種快速清除烷烴脫氫催化劑表面積碳的方法，包括(1)在線分析燒焦尾氣中碳的氧化物和氧氣的濃度，(2)根據(jù)燒焦尾氣中碳的氧化物濃度的分析結(jié)果來調(diào)節(jié)反應(yīng)爐內(nèi)燒焦氣氛中空氣的含量，調(diào)節(jié)反應(yīng)爐內(nèi)的溫度。其中，所述碳的氧化物包括二氧化碳，一氧化碳中的至少一種。

具體地，燒焦期間的燒焦尾氣中氧氣質(zhì)量百分比濃度的調(diào)節(jié)范圍保持在0～20％；調(diào)節(jié)依據(jù)為尾氣中一氧化碳和二氧化碳的濃度，其中一氧化碳，二氧化碳總質(zhì)量百分比濃度不超過5％。

所述燒焦過程中在下列情況下調(diào)節(jié)所述反應(yīng)爐的燒焦參數(shù)：

a)所述燒焦尾氣中碳的氧化物的質(zhì)量百分比濃度(二氧化碳和一氧化碳質(zhì)量百分比濃度之和)低于1％，且持續(xù)下降時，應(yīng)提高空氣的比例，降低氮?dú)獗壤＞唧w可用2.5％一檔的速度改變氣體比例。