贵金属催化反应中的积碳问题

贵金属催化反应中的积碳问题
2016-05-15 13:05来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
积碳催化剂的再生
贵金属催化剂，特别是铂钯类，在石油化工行业用量很大。

催化剂在使用一段时间后活性明显下降，且催化剂表面混杂有大量的含碳物种，工业上称这种类型的失活为积碳现象。

1、什么是积碳
以含碳化合物为原料的催化反应的第一步通常是在催化剂表面上进行吸附形成含碳物种，如含碳物种经过分解、聚合等反应生成碳或焦炭沉积在催化剂表面，即所谓的积碳或结焦。

积碳会堵塞催化剂的活性位或催化剂的孔道，从而导致催化剂的失活！
2、积碳产生的原因
积碳主要产生于热裂解和催化裂解过程。

热裂解积碳是气相有机原料在高温下热裂解形成烟炱、焦油，它们在催化剂表面上生成有序的或无序的碳；催化积碳是在催化剂的作用下，烃类化合物发生催化积碳反应，它与催化剂的性质密切相关。

3、积碳的形态
积碳的形态一般分为无定形碳、层状石墨碳、管须状结晶碳以及粘稠状液态碳或焦油。

4、如何防止积碳
防止积碳主要有以下几种路线：合金化，如Pt重整催化剂中添加第二组分金属形成合金，可减缓催化剂的积碳；添加助剂，Pt重整催化剂采用少量Cl改性，可以减缓酸性积碳；利用载体活性组分的相互作用，降低积碳；对于酸性催化剂或载体，添加碱性助剂（K2O、MgO），减弱酸性积碳；通入水蒸气，消碳；添加其他元素如稀土，加速消碳，防止积碳。

5、积碳的再生
催化剂因为积碳而失活，其催化剂再生通常采用烧碳的方法可以部分恢复催化剂的活性。

烧碳条件如气氛、温度、气体组分等都会影响到再生后催化剂的结构、物化性质以及催化性能，因此必须严加控制。

几条注意事项（三步骤）：1)除催化剂上的烃类和挥发物，必须在惰性气氛下进行；2)除去硫和轻质碳，必须在低温
250-350度下先使金属氧化除去硫，同时某些聚合物和轻质碳也随之除去；3)最后除碳，根据碳的量以及类型在较高温度下进行。