一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法技术

本发明专利技术公开了一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法，该方法包括：(1)将费托反应合成水在催化剂的作用下进行水相重整反应，得到失活催化剂；(2)将所述失活催化剂与含有氢气的气体或氮气相接触进行再生反应，使所述失活催化剂恢复催化活性得到再生催化剂。该方法可以克服水相重整反应的催化剂的失活，有效地保证了处理费托反应合成水的催化剂的连续再生。

Regeneration method of catalyst for Fischer Tropsch reaction synthesis of water treatment

The invention discloses a catalyst regeneration method of Fischer Tropsch synthetic water treatment, the method comprises the following steps: (1) the synthesis of water Fischer Tropsch reaction under catalysis of aqueous phase reforming reaction, get the deactivation of the catalyst; (2) the deactivation of the catalyst with a gas containing hydrogen or nitrogen contact regeneration the reaction, the catalytic activity of catalyst deactivation regeneration catalyst recovery. This method can overcome the aqueous phase reforming reaction catalyst deactivation, effectively ensure the continuous regeneration of catalyst for the synthesis of the Fischer Tropsch reaction of water treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法
本专利技术涉及一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法。
技术介绍
费-托合成是工业上将合成气(一氧化碳和氢气的混和气)直接转化为液体燃料，如柴油或汽油的一种方法。在生产以碳氢化合物为主的液体燃料的同时，费-托合成反应会伴随产生>50重量％的反应合成水(简称为FT-RCW)。由于费-托合成反应过程中存在生成含氧化合物的副反应，因此费-托合成水中通常会含有2-8重量％的含氧有机化合物，包括醇、羧酸、醛、酮和酯等。值得指出的是，费-托合成水是几乎不含任何盐分的高浓度有机废水。因而只要将该水中溶解的有机物清除即可获得洁净的过程水，可用于锅炉给水或仪表清洗水等。另一方面，由于费-托合成水中的有机成分含量较高，化学需氧量(COD)可达几万甚至数十万，因而在处理过程中需要充分考虑资源的回收和过程的能量和经济效益。WO2008151742公开了纯化费-托合成水的方法，具体为将费-托合成水进行精馏。US6533945B2公开了一种处理烃合成反应器废水的方法，该方法(a)将废水与固体可燃有机燃料混合形成浆液；(b)在气化炉将该浆液气化产生合成气。US6887908B1公开一种费托合成方法，包括：a)从费托反应器的蒸汽中恢复反应水；b)使用费托合成的能量直接对反应水进行热交换以蒸发反应水，生产热交换反应水；c)在热氧化剂存在下将热交换反应水进行反应产生烟气。US7166219公开一种纯化费托合成产生的水蒸汽的方法，采用蒸馏和微生物菌类物质发酵相结合的方法将有机含氧化合物从费托合成反应废水中脱除。US7989510公开了一种纯化费托合成产生的水蒸汽的方法，采用气提、燃烧和微生物菌类物质发酵相结合的方法将有机含氧化合物从费托合成反应废水中脱除。WO2010069581公开了一种纯化费托合成产生的水蒸汽的方法，采用蒸馏或气提和加氢相结合的方法将有机含氧化合物从费托合成反应废水中脱除。这些分离方法一般需消耗大量的能量，主要是因为水中的有机物含量相对较低，精馏过程需要消耗大量的水。CN103496776A公开了一种脱除水中有机含氧化合物的方法，包括：在催化剂作用下，使水中的有机含氧化合物在100-350℃和1-250atm条件下进行水相重整反应，从而使水中的所述有机含氧化合物转变为气态产物而从水中脱除。该方法可以克服上述现有技术的缺陷，但是存在催化剂失活的问题，影响费托反应合成水的工业连续处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决处理费托反应合成水过程中，催化剂失活的问题，提供了一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法，该方法包括：(1)将费托反应合成水在催化剂的作用下进行水相重整反应，得到失活催化剂；(2)将所述失活催化剂与含有氢气的气体或氮气相接触进行再生反应，使所述失活催化剂恢复催化活性得到再生催化剂。通过上述技术方案，可以有效地将经过费托反应合成水的水相重整反应而得到的失活催化剂进行再生，得到再生催化剂。该方法简单，可以将再生催化剂的催化活性恢复到接近失活以前的水平，继续投入费托反应合成水的水相重整反应，可以达到COD的转化率为>90％，维持COD转化率90％以上的运行寿命为>48h。另外在本专利技术提供的方法中，可以有两组催化剂并联设置，使两组催化剂交替进行水相重整反应和再生反应，保证了处理费托反应合成水的催化剂的连续再生。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术提供的再生方法的流程示意图；图2是实施例1中，催化剂的COD转化率随时间的变化图线，其中包括催化剂的失活和再生；图3是实施例2中，催化剂的COD转化率随时间的变化图线，其中包括催化剂的失活和再生。附图标记说明1a、1b-水相重整反应器2a、2b-催化剂3-气液分离罐具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法，该方法包括：(1)将费托反应合成水在催化剂的作用下进行水相重整反应，得到失活催化剂；(2)将所述失活催化剂与含有氢气的气体或氮气相接触进行再生反应，使所述失活催化剂恢复催化活性得到再生催化剂。根据本专利技术，所述费托反应合成水含有浓度为2重量％～8重量％的有机含氧化合物；所述有机含氧化合物包括C1～C5的醇、羧酸、醛、酮和酯中的至少一种。根据本专利技术，所述费托反应合成水的pH<3.0；化学需氧量为1000mg/L～200000mg/L。根据本专利技术，所述失活催化剂上沉积有所述有机含氧化合物经所述水相重整反应产生的难挥发产物；所述再生反应使所述难挥发产物转变或去除。所述催化剂中含有的金属可以由于在水相重整反应过程中的表面氧化、流失或者水热烧结造成失活，影响催化剂的反应活性。根据本专利技术，以所述催化剂的总重量为基准，所述催化剂包括0.01重量％～30重量％的M1、0重量％～10重量％的M2和10重量％～99.9重量％的载体；其中，M1为铁、钴、镍、钯、铂、钌、铑和铱中的至少一种，M2为铜、锌、锗、锡、钒、铬、锰、钼和铋中的至少一种；载体为SiO2、Al2O3、SiO2-Al2O3、ZrO2、TiO2、CeO2、沸石、活性碳、碳化硅、氮化硅和氮化硼中的至少一种。优选地，所述催化剂可以为活性炭(AC)载体上负载Ni-Ru，以所述催化剂的总重量为基准，Ni的含量为1重量％～30重量％，Ru的含量为0.1重量％～10重量％，活性炭的含量为60重量％～98.9重量％。根据本专利技术，所述水相重整反应的温度为100℃～350℃，所述水相重整反应的压力为1atm～250atm；所述水相重整反应的液体质量空速(即单位时间内单位质量的催化剂所处理的水的质量)为0.1h-1～20h-1。根据本专利技术，将失活催化剂进行再生以恢复其进行水相重整反应的性能。优选情况下，所述再生反应的温度为200℃～450℃，所述再生反应的压力为0.01atm～100atm，所述再生反应的时间为0.01h～100h；所述含有氢气的气体中，氢气的含量为0.1体积％～100体积％，所述含有氢气的气体或氮气的体积空速为100h-1～10000h-1。在本专利技术中，所述催化剂的失活可以根据所述费托反应合成水处理过程中COD的转化率是否低于所要求的数值(如<95％)进行判断。根据本专利技术，为了使本专利技术提供的方法能够连续将费托反应合成水进行水相重整反应，失活的催化剂可以连续再生，本专利技术的方法可以有如图1所示的流程。该方法包括两组催化剂，该两组催化剂为并联连接，并交替进行所述水相重整反应和所述再生反应。根据本专利技术，当一组催化剂进行所述水相重整反应至失活时，停止与费托反应合成水接触而转为进行再生反应；同时另一组催化剂开始进行所述水相重整反应。本专利技术中如图1所示，可以将两组催化剂2a、2b装填在两个水相重整反应器1a、1b(均为固定床反应器)中。两个反应器的进出口均各自设有单独的开关，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法，该方法包括：(1)将费托反应合成水在催化剂的作用下进行水相重整反应，得到失活催化剂；(2)将所述失活催化剂与含有氢气的气体或氮气相接触进行再生反应，使所述失活催化剂恢复催化活性得到再生催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种处理费托反应合成水的催化剂的再生方法，该方法包括：(1)将费托反应合成水在催化剂的作用下进行水相重整反应，得到失活催化剂；(2)将所述失活催化剂与含有氢气的气体或氮气相接触进行再生反应，使所述失活催化剂恢复催化活性得到再生催化剂。2.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述费托反应合成水含有浓度为2重量％～8重量％的有机含氧化合物；所述有机含氧化合物包括C1～C5的醇、羧酸、醛、酮和酯中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的再生方法，其中，所述费托反应合成水的pH<3.0；化学需氧量为1000mg/L～200000mg/L。4.根据权利要求2所述的再生方法，其中，所述失活催化剂上沉积有所述有机含氧化合物经所述水相重整反应产生的难挥发产物；所述再生反应使所述难挥发产物转变或去除。5.根据权利要求1所述的再生方法，其中，以所述催化剂的总重量为基准，所述催化剂包括0.01重量％～30重量％的M1、0重量％～10重量％的M2和10重量％～99.9重量％的载体；其中，M1为铁、钴、镍、钯、铂、钌、铑和铱中的至少一种，M2为铜、锌、锗、锡、钒、铬、锰、钼和铋中的至少一种；载体为SiO2、Al2O3、SiO2-Al2O3、ZrO2、TiO2、CeO2、沸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘社田，朱庆军，刘媛，蒋明哲，李晓峰，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11