一種分子篩催化劑的再生方法技術

本發明專利技術提供了一種分子篩催化劑的再生方法，該方法包括在300-750℃下，將待再生的分子篩催化劑進行焙燒，以使得待再生的分子篩催化劑中的積炭分解為CO2，其中，所述焙燒的方法包括：在含氧氣體的存在下，將待再生的催化劑進行多個階段的恒溫焙燒，多個恒溫焙燒階段包括第一焙燒階段和第一焙燒階段以后的焙燒階段，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5-70℃；且每一焙燒階段的焙燒時間使得在該階段的焙燒條件下焙燒至無CO2生成。再生后所得的分子篩催化劑的催化性能得以恢復，甚至略高于新鮮催化劑，說明采用本發明專利技術方法對分子篩催化劑進行再生，能取得很好的再生效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
近年來，隨著我國對丙烯需求的增長，以增產丙烯及以丙烯為主要目的產物的技術或工藝(如FCC工藝和以C4烯烴為原料制丙烯的生產過程)越來越受重視。而在這些反應過程中，一般采用分子篩催化劑。由于生產丙烯的反應工藝一般在較高溫度下進行，同時由于分子篩具有酸性，而導致在反應過程中，催化劑很容易由于生成積炭以及積炭的不斷累積而導致催化活性降低。 雖然對由生成積炭而導致失活的分子篩催化劑的再生工藝均是在以氧化積炭這一原理的基礎上進行的，亦即通過燃燒積炭(俗稱燒焦)使積炭分解而使得催化劑得以再生，但是，不同的反應過程導致其實施工藝的差別很大。流化床反應器的工藝特點使得待再生前的催化劑上的積炭的量少、積炭的位置淺且積炭的分子量小。而固定床反應器的工藝特點使得一般需要經過長期反應后才將催化劑進行再生，因此，導致待再生的催化劑上的積炭含量較高。同時，在分子篩孔道較深的位置也存在積炭，而且積炭的分子量高，炭分子中碳氫比高。因此，固定床反應器有著不同于流化床反應器的再生工藝特點。現有的固定床反應器催化劑再生時，通常使用的氧化介質為氧氣或空氣。如CN101428235A公開了一種采用將脫鋁失活的分子篩催化劑在氧氣或空氣中燒去分子篩催化劑中的積炭，然后再將所述催化劑進行補鋁再生的方法。但由于焙燒為放熱反應，在氧氣或空氣下燒焦時，沒有對焙燒的溫度進行控制，會造成過熱現象，或使分子篩催化劑的骨架脫鋁，從而導致催化劑局部永久性失活。為了使再生過程平穩并降低過熱效應，現有技術也有采用在氧化介質中加入水對分子篩催化劑進行再生的方法，如CNlOl 172247A公開了在催化劑床層溫度為350_450°C下，將水蒸氣以O. I-IOtT1的重時空速通入到該催化劑床層中，經過10分鐘至48小時后，將空氣以I-IOOtT1的體積時空速通入上述催化劑床層中，控制催化劑床層溫度小于550°C對分子篩催化劑進行再生。此外，CN101873892A公開了分子篩催化劑與含氧的第一氧化介質以及水接觸形成第一再生催化劑；將所述第一再生催化劑的至少一部分與含氧的第二氧化介質、以及任選的水接觸對分子篩催化劑進行再生。但是，在有水條件下燒焦再生時，極易導致分子篩嚴重脫鋁，使催化劑發生永久性失活。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服采用現有技術對分子篩催化劑進行再生時，容易造成過熱現象導致其局部永久失活；或者在有水條件下進行再生時，容易導致所述分子篩催化劑嚴重脫鋁的缺陷而提供一種能夠使分子篩催化劑進行有效再生又不會導致催化劑失活的分子篩催化劑的再生方法。本專利技術提供了，其中，該方法包括在300-750°C下，將待再生的分子篩催化劑進行焙燒，以使得待再生的分子篩催化劑中的積炭分解為0)2，其中，所述焙燒的方法包括在含氧氣體的存在下，將待再生的催化劑進行多個階段的恒溫焙燒，多個恒溫焙燒階段包括第一焙燒階段和第一焙燒階段以后的焙燒階段，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5-70°C ;且每一焙燒階段的焙燒時間使得在該階段的焙燒條件下焙燒至無CO2生成。由于需要分子篩催化劑催化的反應，例如生產丙烯的反應，通常需要在較高的溫度下進行，這樣便導致了分子篩催化劑容易因積炭而失活。目前，現有技術通常采用在氧氣或空氣燒去積炭的方法對所述分子篩催化劑進行再生，此再生方法容易造成過熱現象，從而導致該分子篩催化劑永久失活。本專利技術的專利技術人經深入研究發現，一方面，將焙燒在空氣和惰性氣體中進行，能很好地控制焙燒時所放出的熱量 ；另一方面，將所述焙燒分階段進行，即進行多個階段的恒溫焙燒，所述多個恒溫焙燒階段包括第一焙燒階段和第一焙燒階段以后的焙燒階段，控制第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5-70°C，能使所述分子篩催化劑的再生過渡平穩，無過熱現象發生，從而對分子篩催化劑進行有效再生。在本專利技術的一個優選實施方式中，還可通過變化焙燒時含氧氣體的氧氣的含量，使分子篩催化劑再生過程更為平緩，能及時釋放出焙燒所產生的熱量，完全或幾乎消除了再生過程中的過熱現象。在本專利技術的另一個優選實施方式中，所述分子篩催化劑是填充在固定床反應管中的，可用原位再生的方法對所述催化劑進行再生，操作簡便、再生效果良好。例如，所述反應管管體外設置有加熱套管，更優選情況下，所述加熱套管可以為一段也可以為多段，更優選為了單獨控制每一段的焙燒溫度，所述加熱套管為多段。當固定床反應管管體長度超過一定值時，優選將反應管管體外的加熱套管分多段，即對分子篩催化劑進行逐段加熱焙燒再生，應用前景非常好。采用本專利技術的方法對分子篩催化劑進行再生，不僅可有效清除所述分子篩催化劑上的積炭，且具有再生后的分子篩催化劑無需補鋁，繼續使用時丙烯收率無明顯降低的優點，極具工業化應用前景。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施例方式以下對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術。根據本專利技術，所述分子篩催化劑的再生方法包括在300-750°C下，將待再生的分子篩催化劑進行焙燒，以使得待再生的分子篩催化劑中的積炭分解為CO2，其中，所述焙燒的方法包括在含氧氣體的存在下，將待再生的催化劑進行多個階段的恒溫焙燒，多個恒溫焙燒階段包括第一焙燒階段和第一焙燒階段以后的焙燒階段，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5-70°C ;且每一焙燒階段的焙燒時間使得在該階段的焙燒條件下焙燒至無CO2生成。根據本專利技術，當分子篩催化劑中的積炭量累積到一定程度時，其催化效果會大幅度下降，也就是說催化劑的活性會降低。此時，需要對分子篩催化劑進行再生后才可繼續使用。通常來說，與采用新鮮分子篩催化劑催化烴類反應相比，當所述分子篩催化劑催化烴類反應的活性降低15-30%，或目標產物的收率比初始收率降低1-5%時便需要對所述分子篩催化劑進行再生；所述收率指的是目標產物的重量與已發生反應的反應原料的重量的比值。根據本專利技術，將待再生的催化劑進行多個階段的恒溫焙燒，并通過控制第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5-70°C，且在每一個焙燒階段的焙燒時間使得在該階段的焙燒條件下焙燒至無CO2生成，能夠逐階段地使待再生的催化劑中的積炭被充分燃燒，從而對所述分子篩催化劑進行充分地再生。為了使再生過程更為平穩，避免過熱現象的發生，優選情況下，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高10-50°C。本專利技術對焙燒過程中的升溫速率沒有特別的限制，但為了避免出現升溫速率過大 造成再生過程中分子篩催化劑失活，以及升溫速率過小導致再生過程時間較長的問題，所述升溫速率優選為10-20°C /小時。根據本專利技術，在多個恒溫焙燒階段中，所述含氧氣體中氧氣的量可以在很大范圍內變動，例如，以所述含氧氣體的體積為基準，所述含氧氣體中氧氣的含量可以為1-25體積％，優選情況下，以所述含氧氣體的體積為基準，所述含氧氣體中氧氣的量為1-15體積％。根據本專利技術，在所述恒溫焙燒過程中，所述含氧氣體中氧氣的含量可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分子篩催化劑的再生方法，該方法包括在300？750℃下，將待再生的分子篩催化劑進行焙燒，以使得待再生的分子篩催化劑中的積炭分解為CO2，其特征在于，所述焙燒的方法包括：在含氧氣體的存在下，將待再生的催化劑進行多個階段的恒溫焙燒，多個恒溫焙燒階段包括第一焙燒階段和第一焙燒階段以后的焙燒階段，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5？70℃；且每一焙燒階段的焙燒時間使得在該階段的焙燒條件下焙燒至無CO2生成。

【技術特征摘要】
1.一種分子篩催化劑的再生方法，該方法包括在300-750°C下，將待再生的分子篩催化劑進行焙燒，以使得待再生的分子篩催化劑中的積炭分解為CO2，其特征在于，所述焙燒的方法包括在含氧氣體的存在下，將待再生的催化劑進行多個階段的恒溫焙燒，多個恒溫焙燒階段包括第一焙燒階段和第一焙燒階段以后的焙燒階段，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高5-70°C ;且每一焙燒階段的焙燒時間使得在該階段的焙燒條件下焙燒至無CO2生成。2.根據權利要求I所述的方法，其中，第一焙燒階段以后的任意一個焙燒階段的焙燒溫度比相鄰的前一個焙燒階段的焙燒溫度高10-50°C。3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，以所述含氧氣體的體積為基準，所述含氧氣體中氧氣的含量為1-25體積％。4.根據權利要求3所述的方法，其中，在至少一個恒溫焙燒階段中，所述含氧氣體中氧氣的含量是變化的。5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述含氧氣體中氧氣含量的變化在至少一個恒溫焙燒階段的開始和/或結束時進行；且所述氧氣含量的變化包括多個氧氣含量恒定的維持階段，所述多個氧氣含量恒定的維持階段包括第一個氧氣含量恒定的維持階段和第一個氧氣含量恒定的維持階段以后的氧氣含量恒定的維持階段，且在每一個氧氣含量恒定的維持階段的焙燒時間使得在該恒溫焙燒階段的氧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉媛媛，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：