Деактивацией катализатора называют явление, при котором каталитическая активность и селективность катализаторов значительно снижаются или полностью теряются из-за примесей в системе и условий эксплуатации. Вещества, вызывающие дезактивацию, называются каталитическим ядом и в основном возникают из-за примесей в сырье, собственных примесей катализаторов, продуктов реакции и побочных-продуктов.
1.Основные виды дезактивации катализатора
①Термическая дезактивация
Чрезмерно высокая температура реактора приводит к необратимому разрушению конструкции. Высокая температура повреждает несущую структуру катализаторов и выщелачивает активные компоненты. Это также вызывает плавление катализатора и закоксовывание слоя, блокирование микропор и уменьшение эффективной удельной поверхности. Кратковременный-локальный перегрев оказывает незначительное воздействие, а длительная-работа при высокой-температуре навсегда деактивирует катализаторы.
②Физическая дезактивация (механическая дезактивация)
Пыль и дым блокируют микропоры катализаторов. Обычная пыль скапливается в верхней части слоя катализатора, а газообразные частицы тяжелых металлов оседают в нижнем слое, увеличивая перепад давления в слое и повреждая активные центры. Катализаторы с недостаточной механической прочностью разбиваются на фрагменты, уменьшая площадь контакта реакций и приводя к дезактивации.
③Химическая дезактивация (отравление катализатора)
Микропримеси в системе химически реагируют с активными центрами и носителями катализаторов, образуя инертные вещества, не обладающие каталитической эффективностью. Это разрушает структуры компонентов и пассивирует каталитическую способность, в конечном итоге дезактивируя катализаторы.
2.Распространенные вещества, вызывающие дезактивацию катализатора
В промышленных процессах к частым веществам, вызывающим дезактивацию-, относятся вода, тяжелые металлы, азот и амины, кислород, кислоты и щелочи, дымы, хлор, сульфиды, оксиды углерода, углеводороды, а также мышьяк, селен, теллур и другие элементы.
3.Причины дезактивации катализатора в блоках SRU
Деактивация катализатора в установках регенерации серы (УСУ) чаще всего вызвана неправильными условиями эксплуатации: неполная продувка при пуске и остановке приводит к закупорке пор примесями; при низкой температуре реактора образуется конденсированная кислота, разъедающая каркас катализатора и вызывающая сульфатирование; чрезмерная подача воздуха приводит к образованию побочных-кислотных продуктов, которые повреждают активные участки; перегрев реактора и выход температуры за пределы расчетного диапазона во время запуска и остановки ускоряют дезактивацию катализатора.