淺談連續(xù)重整裝置催化劑的中毒

孟成　陳力

摘 要：本文在探討了連續(xù)重整裝置催化劑中毒的原理后，希望通過(guò)分析哪些物質(zhì)能夠引起催化劑中毒，將這些物質(zhì)通過(guò)來(lái)源和中毒反應(yīng)、處理方法等進(jìn)行分類(lèi)，保障在實(shí)踐過(guò)程中能在催化劑中毒后進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，在分析了重整催化劑中毒原理后，我們也通過(guò)各種分析儀器和方法，并通過(guò)提高工作人員的工作水準(zhǔn)和工作態(tài)度來(lái)提高效率，有效緩解甚至消除中毒，延緩重整催化劑的使用壽命，保障裝置的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：連續(xù)重整裝置；催化劑中毒；使用壽命

1 有毒物質(zhì)對(duì)催化劑的影響

隨著全球化發(fā)展，各個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平都隨之提高，相應(yīng)的消費(fèi)水平也不斷上升，但隨之發(fā)生的就是各種能源的消耗量不斷增加，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的破壞也在不斷加大，地球環(huán)境危機(jī)日漸加重，各種不可再生資源被人類(lèi)透支使用，因此環(huán)境保護(hù)和能源保護(hù)問(wèn)題應(yīng)該受到我們的重視。因此國(guó)家加大了對(duì)汽油的使用標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)企業(yè)和工廠開(kāi)始重視連續(xù)重整裝置的使用，尤其是在貴金屬的使用上，貴金屬催化劑的使用給連續(xù)重整裝置的發(fā)展帶來(lái)質(zhì)的飛躍，從半再生突破到連續(xù)再生。因此催化劑的使用性能得到企業(yè)和煉化廠的高度重視。但眾所周知，催化劑的使用條件很高，對(duì)于原材料的純度要求高，原材料中的雜志及微量毒素都會(huì)導(dǎo)致催化劑變質(zhì)中毒，尤其是常見(jiàn)的有毒元素硫和鈉等，這些微量元素都能引起催化劑的中毒，使得連續(xù)重整裝置在使用過(guò)程中發(fā)生事故。因此對(duì)原材料中的有毒物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確分析對(duì)連續(xù)重整裝置催化劑的正常使用非常必要。

催化劑受到不同物質(zhì)的影響所產(chǎn)生的反應(yīng)也是不同的，連續(xù)重整催化劑具有兩種功能，分別是酸性和金屬性能，不同的性能受到影響所需的處理方法也截然不同，所以在研究各種有毒物質(zhì)時(shí)，不僅需要探尋其來(lái)源，也需要針對(duì)有毒物質(zhì)對(duì)連續(xù)重整催化劑的影響分析處理方法，并測(cè)量最終對(duì)裝置的影響。

2 重整催化劑的中毒原理

2.1 酸性中心中毒

所謂酸性中心反應(yīng)，主要由催化劑的氯產(chǎn)生，當(dāng)有毒物質(zhì)和催化劑上的氯元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后，催化劑的酸性受到影響，導(dǎo)致催化劑酸堿不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致催化劑的金屬失衡，最終影響連續(xù)重整催化劑的使用性能，目前常見(jiàn)的酸性有毒物質(zhì)主要是鈉和氟及水等。

2.1 金屬中心中毒

催化劑上的貴重金屬鉑可能發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致催化劑金屬中心中毒，常見(jiàn)有毒元素為硫、銅等，這些金屬元素能與鉑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化合物，導(dǎo)致催化劑的鉑在催化反應(yīng)中的功能降低，進(jìn)一步導(dǎo)致催化劑的使用效率下降。

3 催化劑毒物

3.1 硫

催化劑的硫中毒主要有兩種情況，可逆和不可逆的吸附，不可逆吸附指的是硫元素吸附在催化劑的鉑原子上，這種吸附是不可逆的，導(dǎo)致鉑原子的氫解活性受到影響，進(jìn)而提高催化劑的整體性能，因此常見(jiàn)連續(xù)重整催化劑在使用之前開(kāi)始硫化，而隨著使用時(shí)間增加，系統(tǒng)中的硫元素逐漸增多，一些硫能夠可逆的附著于鉑原子上，導(dǎo)致催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的活性下降，這與我們最初進(jìn)行硫化的目的是相反的，也是使用者不愿見(jiàn)的。

3.2 氮

形成氨是氮元素在整個(gè)重整反應(yīng)中常見(jiàn)的形式，氮化物生成的氨可以導(dǎo)致催化劑的鉑原子中毒，雖然這種中毒對(duì)催化劑使用性能不會(huì)構(gòu)成較大危害，但氨能夠與催化劑表面的酸性中心產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生氯化銨，當(dāng)酸性中心數(shù)量下降，催化劑的功能也會(huì)降低，能夠促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的有效成分逐漸較少。

隨著使用時(shí)間增加，進(jìn)料中的氮元素增加，形成的氨會(huì)使催化劑的中毒反應(yīng)加速，導(dǎo)致催化劑的使用功能降低，隨著裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增多，化學(xué)反應(yīng)處于高溫狀態(tài)，催化劑的化學(xué)反應(yīng)更進(jìn)一步，此時(shí)氯化銨數(shù)量增多并在裝置的多個(gè)重要部位堆積，設(shè)備進(jìn)一步產(chǎn)生堵塞，導(dǎo)致設(shè)備的磨損加快。氨產(chǎn)生的中毒反應(yīng)并非長(zhǎng)時(shí)間的，因此使用者可以對(duì)氨和氯化銨進(jìn)行處理，進(jìn)而使催化劑的使用活性得到恢復(fù)。

3.3 水

催化劑會(huì)受到水的影響，主要是影響催化劑的水氯平衡，裝置內(nèi)水的增多會(huì)導(dǎo)致水和氯不斷吸附在載體上，進(jìn)一步導(dǎo)致催化劑使用效率降低，而催化劑的鉑在高溫狀態(tài)下會(huì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的化合物會(huì)導(dǎo)致催化劑的催化作用受到影響，進(jìn)而影響催化劑的金屬性能。

3.4 金屬

金屬元素會(huì)永遠(yuǎn)附著在催化劑表面上，導(dǎo)致發(fā)生催化劑無(wú)法逆轉(zhuǎn)的中毒，主要的中毒現(xiàn)象有：催化劑的鉑影響化學(xué)反應(yīng)的功能降低，氯的酸性功能下降。因此建議操作工人對(duì)預(yù)加氫裝置在工作狀態(tài)下進(jìn)行檢查，測(cè)量其進(jìn)料和預(yù)處理產(chǎn)品的金屬含量，依照測(cè)量數(shù)據(jù)估算吸附在催化劑上的金屬元素?cái)?shù)量，由于這種中毒是不可逆的，所以應(yīng)該決定是否對(duì)該催化金進(jìn)行更換。由上可知，金屬主要在原料進(jìn)料過(guò)程中攜帶到裝置中并吸附在催化劑上，導(dǎo)致催化劑發(fā)生不可逆中毒，其中粗石腦油攜帶的金屬最多，此外測(cè)量結(jié)果表明含鉛的汽油在二次加工過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生金屬元素。

4 結(jié)論

綜上所述，本文通過(guò)分析重整催化劑的中毒原理，對(duì)各種導(dǎo)致催化劑中毒的元素進(jìn)行分類(lèi)，主要有金屬、水、氮形成的氨及硫等，這些導(dǎo)致催化劑中毒的物質(zhì)其中毒反應(yīng)不同，對(duì)催化劑的影響也有輕有重，因此在生產(chǎn)中，必須對(duì)原料中的各種物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，避免攜帶過(guò)度以上物質(zhì)，影響催化劑的使用效率。

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