[发明专利]一种CO脱氢净化用Pd催化剂的原位再生方法

说明书

本发明公开了一种CO脱氢净化用Pd催化剂失活后的原位再生方法，具体步骤包括：通入N₂吹扫去除催化剂表面的吸附物；通入O₂对催化剂表面的团聚Pd进行氧化；通入HCl或者Cl₂对活性组分进行再分散；通入H₂还原进行脱氯处理完成再生。再生过程在脱氢反应装置中原位发生，不需要额外搭建装置。经再生处理后的催化剂，其Pd金属分散度以及催化效果明显提高，选择性可以恢复到新鲜催化剂的80％以上，H₂可以脱除至100ppm以下。该再生方法主要应用于工业CO气体脱氢净化工艺。

技术领域

本发明涉及一种失活后的Pd催化剂的原位再生方法，应用于工业CO气体脱氢净化工艺。

背景技术

在工业用催化剂的运行过程中，不可避免的会出现随着反应时间的延长，催化剂的活性以及选择性逐渐降低，催化剂的效率不断降低并最终失活的现象。催化剂失活的主要类型分为积炭失活、中毒失活和烧结失活。通常，在工业生产过程中为保证反应的稳定运行，必须要定期更换催化剂。由于贵金属资源稀缺，价格相对昂贵，对于贵金属催化剂来说，催化剂的再生可以实现贵金属的重复利用，减少催化剂更换频率，极大节省了催化剂的运营成本。

煤制乙二醇的全套工艺流程包括：由煤经过水煤气变换得到CO原料气，CO催化偶联合成草酸酯，草酸酯加氢制得乙二醇。其中由水煤气变换得到的CO原料气中含有一定量的H₂，而H₂的存在会使CO催化偶联合成草酸酯的催化剂中毒失活。因此，为保证CO催化偶联合成草酸酯工艺的进行，将CO原料气中H₂杂质脱除至100ppm以下具有重要意义。目前最有效的的手段是通过选择性氧化的脱氢工艺脱除CO原料气中的H₂。CO原料气的选择氧化脱氢反应通常使用专利CN104162443A公开的一种催化剂，该催化剂以贵金属Pd作为活性组分，以氯作为助剂。该催化剂在选择氧化脱除CO气体中H₂的过程中经过长时间的使用后，由于催化剂表面的贵金属Pd颗粒的严重团聚和氯物种流失等原因，导致催化剂活性以及选择性下降。

目前，针对于贵金属催化剂再生方法的报道已有不少。例如，专利CN201410430746.6提供的一种煤制乙二醇过程失活钯催化剂在线再生方法，采用氧化还原的方法对催化剂进行再生活化处理。该方法只应用由于贵金属Pd颗粒团聚导致的催化性能下降的催化剂，而对于氯物种的流失导致催化剂性能下降的催化剂没有再生效果。专利CN103801330提供了一种低碳烷烃脱氢催化剂的再生方法，将再生催化剂高温炭烧后，在490-550℃用盐酸或者含氯的有机物氯化处理，然后再进行高温氧化还原处理。专利CN201610027798提供了一种针对CO原料气脱氢工艺使用的氯作助剂的贵金属Pd催化剂的活化再生方法，采用将催化剂在盐酸溶液中先浸渍一定时间，再在氧化剂作用下氧化的活化再生方法。以上专利的再生方法需要引入含氯的有机物或者酸处理催化剂，而脱除CO气体中H₂反应为气固反应，装置为固定床反应装置，若用上述有机物或酸对失活催化剂再生，需要将催化剂从反应管中拆卸出来，或者对反应装置进行改造，增加液体进样泵以及汽化室等额外装置，进而增加再生成本。

因此，针对上述问题，需要开发一种应用于CO气体脱氢应后失活Pd催化剂的原位再生方法，从而实现失活催化剂在反应装置上的原位再生，简化催化剂再生的步骤，这对工业生产具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CO脱氢净化用Pd催化剂失活后的原位再生方法，该方法简单易操作，能实现在CO气体脱氢的反应装置上的原位再生。

本发明所述的催化剂再生方法，具体步骤如下：

A.在CO气体脱氢的反应装置上，将反应管中失活催化剂在100-500℃惰性气体中吹扫3-12h，脱除催化剂表面的吸附物；惰性气体的空速为500-1000h^-1。