[发明专利]失活后的乙苯脱氢催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种失活后的乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的再生方法。

背景技术

苯乙烯是重要的有机化工原料，广泛用于生产塑料、树脂和合成橡胶，世界上90％以上的苯乙烯采用乙苯催化脱氢法生产。目前，全世界苯乙烯生产能力约为2750万吨/年左右，国内苯乙烯生产能力也已有250万吨/年左右，国内正在拟建的苯乙烯装置生产能力也将有200多万吨/年。乙苯脱氢催化剂主要由铁、钾化合物混合组成，另外添加了其它组分，如中国专利91109968和95111761.0中的催化剂都是在苯乙烯工业装置上经历了长期运行性能良好的催化剂，但随着装置运行时间的增加，催化剂的性能会逐渐降低，虽然能通过提高反应温度来弥补这种性能下降，但由于装置本身的提温余地有限，还是要通过装置停车换剂来获得满意的产量保证。一般地，乙苯脱氢催化剂在工业装置上运行周期为2年左右，拆下的催化剂废弃掩埋。目前仅国内的苯乙烯生产装置每年就有1200吨失活催化剂要进行掩埋处理，对这些失活催化剂的处理需要一笔很大的资金。随着苯乙烯产量的增加，乙苯脱氢催化剂的用量也将不断增加。文献对乙苯脱氢催化剂以及苯乙烯的制造都有详细的介绍，但都未涉及对使用后的失活催化剂的处理再利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是乙苯脱氢制苯乙烯催化剂失活后不加以利用的问题，提供一种新的失活后的乙苯脱氢催化剂的再生方法，该方法具有能充分利用失活催化剂，使之恢复活性，节约催化剂成本的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种失活后的乙苯脱氢催化剂的再生方法，依次包括如下步骤：a)乙苯脱氢反应器中停止通入乙苯后，在温度小于650℃时，开始通入空气和氮气的混合物代替乙苯，其中，空气和氮气的混合物中空气所占的摩尔比为30～60％；b)当反应器床层温度降至小于250℃时，停止通入空气和氮气的混合物，然后打开反应器，取出失活催化剂；c)在空气气氛下，将失活催化剂在温度为750～860℃下焙烧1～12小时。

上述技术方案中，失活催化剂的焙烧温度优选范围为770～840℃，焙烧时间优选范围为3～10小时；失活催化剂的焙烧温度更优选范围为790～820℃，焙烧时间更优选范围为5～8小时；空气和氮气的混合物中空气所占的摩尔比优选范围为40～50％。

本发明中催化剂的活性评价在等温固定床反应器中进行，反应器是内径为25毫米的不锈钢管，装载100毫升催化剂，脱氢液供色谱分析，测得乙苯和苯乙烯含量。计算式如下：

苯乙烯单收(％)＝乙苯转化率(％)×苯乙烯选择性(％)

本发明中催化剂的抗压碎力按标准HG/T 2782-1996规定的技术要求进行测定，使用DL-II型智能颗粒强度仪。试样长度5毫米，以40颗为一组进行测试，取其测定结果的算术平均值为最终的抗压碎力值，以牛顿为抗压碎力的单位。

本发明中催化剂的物相测试使用日本理学D/MAX-1400型X-射线粉末衍射仪，测试条件：电压40千伏，电流40毫安，Cu靶，K_α线，扫描速度5°/分。

在新鲜的乙苯脱氢制苯乙烯铁钾催化剂中，铁和钾形成铁钾化合物，其中分子式为KFe₁₁O₁₇的铁酸钾目前被认为催化剂活性相的前身，对乙苯脱氢反应起着重要的作用，在乙苯脱氢催化剂中KFe₁₁O₁₇物相提供了一种稳定的铁钾化合物形式，从而使催化剂具有更好的稳定性。本发明通过采用在乙苯脱氢反应器中停止通入乙苯后，在温度小于650℃时，开始通入空气和氮气的混合物代替乙苯；取出的失活催化剂在空气气氛下，在温度为750～860℃下焙烧1～12小时的技术方案，使失活后的催化剂的物相恢复为KFe₁₁O₁₇的形式，也即使催化剂的活性得以恢复，其恢复后的苯乙烯单收达72％以上，苯乙烯选择性达95％以上，抗压碎力达120牛顿，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1】