废钯碳回收:钯碳催化剂失活原因及解决方法
时间:2021-11-03 作者:91再生 来源:91再生网
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废钯碳回收在PTA生产装置中,加氢反应器为固定床反应器,片状的钯碳催化剂充填在反应器的中、下部,床层上部至反应器顶部有较大的空间,PTA水溶液从反应器上部进人,通过一个分布器向下均匀喷淋,将钯碳催化剂床层完全浸没在PTA水溶液中。反应器底部装有筛网管,筛网的规格约为12目,用于支撑催化剂和防止细碳颗粒通过。
钯碳催化剂失活分为:钯碳催化剂的磨损流失,钯碳催化剂的结垢,钯碳催化剂中毒,钯碳催化荆的烧结,加氮反应条件等几个方面的影响。
废钯碳回收金属钯微晶一般分布在活性炭靠近表面的微孔内,任何磨擦都会导致催化剂磨损,产生细小的活性炭颗粒,造成活性组分金属钯流失,从而导致催化剂的活性下降;氧化反应的副反应会生成一些高分子有机物以及金属腐蚀产物,这些副产物的粘性较大,会随PTA进人加氢反应器,吸附在催化剂表面和微孔内,覆盖了一部分催化剂活性中心,阻碍了加氢反应。
在氧化单元开、停车时,PTA中这些粘性物质的含量更高,会导致催化剂失活;原料中的CO、Cl-以及一些有机杂质等造成的催化剂暂时失活,称为暂时性中毒,硫会造成催化剂永久性中毒。
废钯碳回收硫化物(如HZS、硫酸盐等)随原料和辅料进人反应系统后,与钯反应生成硫化二钯或硫化四钯,这两种反应产物又被HZ还原成大晶粒的金属单质钯,这种大晶粒钯的活性比高度分散状态下的微晶钯(新鲜催化剂中,70%左右的钯晶粒尺寸在2.5nm以下,称为微晶钯)低得多。 由于微晶钯的浓度降低,钯碳催化剂的活性随之降低,甚至严重失活,这种失活是不可逆的;烧结分为热力学烧结和化学烧结:反应温度过高、反应温度不稳定和催化剂床层局部过热会加速晶粒的迁移,增加晶粒之间相遇而被俘获的几率,由此引起的烧结为热力学烧结;Cr3+、Fe,3+、CO2+、Cu2+等金属离子和Cl-、Br-等非金属离子会与钯反应,由此引起的烧结为化学烧结,催化剂的热力学烧结表现为金属钯微晶成长和载体活性炭微孔结构的改变,催化剂载体活性炭的烧结则表现为比表面积减少,孔容、孔径重新分布,平均孔径增大和总孔隙率降低,导致活性中心微晶钯比例减少废钯碳回收。
废钯碳回收延长钯碳催化剂活性的方法有运输、储存和充填方式的合理运用,尽量减少钯碳催化剂的摩擦;通过热水水洗,将覆盖在催化剂表面以及微孔中的对苯二甲酸(TA)和其它杂质除去,使催化剂的活性得到恢复;通过调整反应温度和反应压力来调整H2的分压,从而对加氢反应加以控制,将产品中杂质的含量限制在一定范围内;原辅料质量控制在相应得范围内,不影响催化剂本身的性能最好。
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