钯催化剂怎么处理（钯催化剂失活原因及催化剂再生）

众所周知钯催化剂是可以反复套用的，而在使用一段时间后也是会失活失效，从而形成钯碳废料那么钯催化剂失活的原因是什么？能不能针对这些失活原因进行改进？，下面我们就来说一说关于钯催化剂怎么处理?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

钯催化剂怎么处理

众所周知钯催化剂是可以反复套用的，而在使用一段时间后也是会失活失效，从而形成钯碳废料。那么钯催化剂失活的原因是什么？能不能针对这些失活原因进行改进？

钯催化剂失活原因

1. 磨损流失

金属钯微晶一般分布在活性炭靠近表面的微孔内,任何磨擦都会导致催化剂磨损, 产生细小的活性炭颗粒, 造成活性组分金属钯流失。钯碳催化剂的磨损主要是由以下原因造成的:

1.1 在催化剂运输、储存和装填过程中, 因振动和碰撞, 催化剂颗粒之间以及催化剂颗粒与设备器具之间发生磨擦, 引起催化剂落粉;

1.2 在生产过程中, 因反应器液位波动,催化剂床上层的催化剂活性组分钯在进料溶液的直接冲刷下流失;

1.3 催化剂床层局部阻塞,导致反应液流动不正常,使得催化剂床层受压不均匀,催化剂颗粒之间发生磨擦;

1.4 工艺调节不及时, 如进料温度变化过大，引起加氢反应器内的液体“闪蒸”,使催化床层“沸腾”, 颗粒之间的磨擦加剧。

2.钯碳催化剂的结垢

反应的副反应会生成一些高分子有机物以及金属腐蚀产物, 这些副产物的粘性较大, 会吸附在催化剂表面和微孔内, 覆盖了-部分催化剂活性中心, 阻碍了加氢反应。

3. 钯碳催化剂中毒

3.1 暂时性中毒

原料中的 CO、Cl-以及一些有机杂质等造成的催化剂暂时失活, 称为暂时性中毒, 采取一定措施后催化剂的活性可以得到恢复。

金属钯 (Pd) 对CO的吸附力远大于对 H, 的吸附力。当原料H2中所含的杂质CO浓度过高时, 活性中心钯与CO结合, 造成有效活性中心浓度下降, 催化剂出现中毒现象, 需经过一段时间的氢化才能逐渐恢复活性。

3.2 永久性中毒

硫会造成催化剂永久性中毒。硫化物 (如H2S、硫酸盐等) 随原料和辅料进入反系统后，与钯反应生成硫化二钯 (Pd2S) 或硫化四钯 (Pd4S) , 这两种反应产物又被 H2 还原成大晶粒的金属单质钯, 这种大晶粒钯的活性比高度分散状态下的微晶钯 (新鲜催化剂中,70%左右的钯晶粒尺寸在2.5nm以下,称为微晶钯)低得多。由于微晶钯的浓度降低, 钯碳催化剂的活性随之降低,甚至严重失活, 这种失活是不可逆的。

3.3 选择性中毒

在触媒与中毒物质发生反应之后虽然触媒的活性位点被占据或者其本身的物理结构发 生改变，导致触媒对某一些或者某一类特定的反应失去催化能力，但是并不影响催化剂对其他类型反应的催化能力。

4. 钯碳催化剂的烧结

根据烧结理论, 烧结分为热力学烧结和化学烧结: 反应温度过高反应温度不稳定和催化剂床层局部过热会加速晶粒的迁移, 增加晶粒之间相遇而被俘获的几率, 由此引起的烧结为热力学烧结; Cr3 ,Fe3 、Co2 、Cu2 等金属离子和Cl-、Br-等非金属离子会与钯反应, 由此引起的烧结为化学烧结。

钯碳催化剂在使用过程中既存在热力学烧结又存在化学烧结现象。

催化剂的热力学烧结表现为金属钯微晶成长和载体活性炭微孔结构的改变。金属钯微晶只有在催化剂表面高度分散,金属钯才能得到最有效的利用,而在高温、高压的作用下,微晶钯发生迁移,成长为大晶粒钯,由此会降低催化活性。催化剂载体活性炭的烧结则表现为比表面积减少,孔容、孔径重新分布,平均孔径增大和总孔隙率降低, 导致活性中心微晶钯比例减少。催化剂的化学烧结主要是金属腐蚀所产生的金属离子, 原、辅料夹杂的金属离子或非金属离子引起的。

催化剂再生

1. 高温蒸汽再生法

高温蒸汽再生的机理是通过通入120℃以上的过热蒸汽对催化剂进行加热在催化剂表面上的有机化合物被过热蒸汽洗涤而脱附下来，同时载体表面的钯颗粒晶体被氧化，然后被氢气还原，活性得到恢复。催化剂再生后，必须使用氮气进行吹扫，将催化剂表面孔内的杂质、积碳等吹扫出来，同时将催化剂表面的水分带走这是目前工业上常用的一种催化剂再生方式 。

2. 溶剂洗涤法

该法是应用萃取洗涤的原理，对其进行溶剂浸泡处理，通过溶剂洗涤可以除去表面的杂质及其他物质，目前最常使用的溶剂为芳烃。

对把碳催化剂进行水洗是恢复催化剂活性，延长其使用寿命的重要手段之一。通过热水水洗，将覆盖在催化剂表面以及微孔中的对苯二甲酸和其它杂质除去，使催化剂的活性得到恢复。在Pd/C摧化剂使用后期或催化剂受有毒物质影响难以恢复活性时，对催化剂进行碱洗成为常用的手段。一定温度和浓度的碱液能除去催化剂表面和微孔中的粘性物质以及覆盖物等，从而使催化剂恢复活性。20世纪90年代后期，催化剂碱洗技术逐步被大多数装置所应用，此法成为延长催化剂使用寿命的最有效手段。

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