貴金屬鈀催化劑回收的積碳現(xiàn)象、積碳的原因、積碳的形態(tài)、防止積碳的辦法、積碳的回收利用

貴金屬催化劑，特別是鉑鈀類(lèi)，在石油化工行業(yè)用量很大。催化劑在使用一段時(shí)間后活性明顯下降，且催化劑表面混雜有大量的含碳物種，工業(yè)上稱(chēng)這種類(lèi)型的失活為積碳現(xiàn)象。

1、什么是積碳

以含碳化合物為原料的催化反應(yīng)的步通常是在催化劑表面上進(jìn)行吸附形成含碳物種，如含碳物種經(jīng)過(guò)分解、聚合等反應(yīng)生成碳或焦炭沉積在催化劑表面，即所謂的積碳或結(jié)焦。積碳會(huì)堵塞催化劑的活性位或催化劑的孔道，從而導(dǎo)致催化劑的失活！

2、積碳產(chǎn)生的原因

積碳主要產(chǎn)生于熱裂解和催化裂解過(guò)程。 熱裂解積碳是氣相有機(jī)原料在高溫下熱裂解形成煙炱、焦油，它們?cè)诖呋瘎┍砻嫔仙捎行虻幕驘o(wú)序的碳；催化積碳是在催化劑的作用下，烴類(lèi)化合物發(fā)生催化積碳反應(yīng)，它與催化劑的性質(zhì)密切相關(guān)。

3、積碳的形態(tài)

積碳的形態(tài)一般分為無(wú)定形碳、 層狀石墨碳、 管須狀結(jié)晶碳以及粘稠狀液態(tài)碳或焦油。

4、如何防止積碳

防止積碳主要有以下幾種路線(xiàn)：

合金化，如 Pt 重整催化劑中添加第二組分金屬形成合金，可減緩催化劑的積碳；

添加助劑， Pt 重整催化劑采用少量 Cl 改性，可以減緩酸性積碳；

利用載體活性組分的相互作用，降低積碳；對(duì)于酸性催化劑或載體，添加堿性助劑（ K2O、MgO），減弱酸性積碳；

通入水蒸氣，消碳；添加其他元素如稀土，加速消碳，防止積碳。

5、積碳的再生

鈀催化劑回收因?yàn)榉e碳而失活， 其催化劑再生通常采用燒碳的方法可以部分恢復(fù)催化劑的活性。燒碳條件如氣氛、溫度、氣體組分等都會(huì)影響到再生后催化劑的結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)以及催化性能，因此必須嚴(yán)加控制。幾條注意事項(xiàng)（三步驟）： 1) 除催化劑上的烴類(lèi)和揮發(fā)物，必須在惰性氣氛下進(jìn)行；

2) 除去硫和輕質(zhì)碳，必須在低溫250-350 度下先使金屬氧化除去硫，同時(shí)某些聚合物和輕質(zhì)碳也隨之除去；

3) 除碳，根據(jù)碳的量以及類(lèi)型在較高溫度下進(jìn)行。