一种分子筛催化剂的再生方法技术

本发明专利技术提供了一种分子筛催化剂的再生方法，该方法包括在300-750℃下，将待再生的分子筛催化剂进行焙烧，以使得待再生的分子筛催化剂中的积炭分解为CO2，其中，所述焙烧的方法包括：在含氧气体的存在下，将待再生的催化剂进行多个阶段的恒温焙烧，多个恒温焙烧阶段包括第一焙烧阶段和第一焙烧阶段以后的焙烧阶段，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5-70℃；且每一焙烧阶段的焙烧时间使得在该阶段的焙烧条件下焙烧至无CO2生成。再生后所得的分子筛催化剂的催化性能得以恢复，甚至略高于新鲜催化剂，说明采用本发明专利技术方法对分子筛催化剂进行再生，能取得很好的再生效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，随着我国对丙烯需求的增长，以增产丙烯及以丙烯为主要目的产物的技术或工艺(如FCC工艺和以C4烯烃为原料制丙烯的生产过程)越来越受重视。而在这些反应过程中，一般采用分子筛催化剂。由于生产丙烯的反应工艺一般在较高温度下进行，同时由于分子筛具有酸性，而导致在反应过程中，催化剂很容易由于生成积炭以及积炭的不断累积而导致催化活性降低。 虽然对由生成积炭而导致失活的分子筛催化剂的再生工艺均是在以氧化积炭这一原理的基础上进行的，亦即通过燃烧积炭(俗称烧焦)使积炭分解而使得催化剂得以再生，但是，不同的反应过程导致其实施工艺的差别很大。流化床反应器的工艺特点使得待再生前的催化剂上的积炭的量少、积炭的位置浅且积炭的分子量小。而固定床反应器的工艺特点使得一般需要经过长期反应后才将催化剂进行再生，因此，导致待再生的催化剂上的积炭含量较高。同时，在分子筛孔道较深的位置也存在积炭，而且积炭的分子量高，炭分子中碳氢比高。因此，固定床反应器有着不同于流化床反应器的再生工艺特点。现有的固定床反应器催化剂再生时，通常使用的氧化介质为氧气或空气。如CN101428235A公开了一种采用将脱铝失活的分子筛催化剂在氧气或空气中烧去分子筛催化剂中的积炭，然后再将所述催化剂进行补铝再生的方法。但由于焙烧为放热反应，在氧气或空气下烧焦时，没有对焙烧的温度进行控制，会造成过热现象，或使分子筛催化剂的骨架脱铝，从而导致催化剂局部永久性失活。为了使再生过程平稳并降低过热效应，现有技术也有采用在氧化介质中加入水对分子筛催化剂进行再生的方法，如CNlOl 172247A公开了在催化剂床层温度为350_450°C下，将水蒸气以O. I-IOtT1的重时空速通入到该催化剂床层中，经过10分钟至48小时后，将空气以I-IOOtT1的体积时空速通入上述催化剂床层中，控制催化剂床层温度小于550°C对分子筛催化剂进行再生。此外，CN101873892A公开了分子筛催化剂与含氧的第一氧化介质以及水接触形成第一再生催化剂；将所述第一再生催化剂的至少一部分与含氧的第二氧化介质、以及任选的水接触对分子筛催化剂进行再生。但是，在有水条件下烧焦再生时，极易导致分子筛严重脱铝，使催化剂发生永久性失活。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服采用现有技术对分子筛催化剂进行再生时，容易造成过热现象导致其局部永久失活；或者在有水条件下进行再生时，容易导致所述分子筛催化剂严重脱铝的缺陷而提供一种能够使分子筛催化剂进行有效再生又不会导致催化剂失活的分子筛催化剂的再生方法。本专利技术提供了，其中，该方法包括在300-750°C下，将待再生的分子筛催化剂进行焙烧，以使得待再生的分子筛催化剂中的积炭分解为0)2，其中，所述焙烧的方法包括在含氧气体的存在下，将待再生的催化剂进行多个阶段的恒温焙烧，多个恒温焙烧阶段包括第一焙烧阶段和第一焙烧阶段以后的焙烧阶段，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5-70°C ;且每一焙烧阶段的焙烧时间使得在该阶段的焙烧条件下焙烧至无CO2生成。由于需要分子筛催化剂催化的反应，例如生产丙烯的反应，通常需要在较高的温度下进行，这样便导致了分子筛催化剂容易因积炭而失活。目前，现有技术通常采用在氧气或空气烧去积炭的方法对所述分子筛催化剂进行再生，此再生方法容易造成过热现象，从而导致该分子筛催化剂永久失活。本专利技术的专利技术人经深入研究发现，一方面，将焙烧在空气和惰性气体中进行，能很好地控制焙烧时所放出的热量 ；另一方面，将所述焙烧分阶段进行，即进行多个阶段的恒温焙烧，所述多个恒温焙烧阶段包括第一焙烧阶段和第一焙烧阶段以后的焙烧阶段，控制第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5-70°C，能使所述分子筛催化剂的再生过渡平稳，无过热现象发生，从而对分子筛催化剂进行有效再生。在本专利技术的一个优选实施方式中，还可通过变化焙烧时含氧气体的氧气的含量，使分子筛催化剂再生过程更为平缓，能及时释放出焙烧所产生的热量，完全或几乎消除了再生过程中的过热现象。在本专利技术的另一个优选实施方式中，所述分子筛催化剂是填充在固定床反应管中的，可用原位再生的方法对所述催化剂进行再生，操作简便、再生效果良好。例如，所述反应管管体外设置有加热套管，更优选情况下，所述加热套管可以为一段也可以为多段，更优选为了单独控制每一段的焙烧温度，所述加热套管为多段。当固定床反应管管体长度超过一定值时，优选将反应管管体外的加热套管分多段，即对分子筛催化剂进行逐段加热焙烧再生，应用前景非常好。采用本专利技术的方法对分子筛催化剂进行再生，不仅可有效清除所述分子筛催化剂上的积炭，且具有再生后的分子筛催化剂无需补铝，继续使用时丙烯收率无明显降低的优点，极具工业化应用前景。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施例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。根据本专利技术，所述分子筛催化剂的再生方法包括在300-750°C下，将待再生的分子筛催化剂进行焙烧，以使得待再生的分子筛催化剂中的积炭分解为CO2，其中，所述焙烧的方法包括在含氧气体的存在下，将待再生的催化剂进行多个阶段的恒温焙烧，多个恒温焙烧阶段包括第一焙烧阶段和第一焙烧阶段以后的焙烧阶段，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5-70°C ;且每一焙烧阶段的焙烧时间使得在该阶段的焙烧条件下焙烧至无CO2生成。根据本专利技术，当分子筛催化剂中的积炭量累积到一定程度时，其催化效果会大幅度下降，也就是说催化剂的活性会降低。此时，需要对分子筛催化剂进行再生后才可继续使用。通常来说，与采用新鲜分子筛催化剂催化烃类反应相比，当所述分子筛催化剂催化烃类反应的活性降低15-30%，或目标产物的收率比初始收率降低1-5%时便需要对所述分子筛催化剂进行再生；所述收率指的是目标产物的重量与已发生反应的反应原料的重量的比值。根据本专利技术，将待再生的催化剂进行多个阶段的恒温焙烧，并通过控制第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5-70°C，且在每一个焙烧阶段的焙烧时间使得在该阶段的焙烧条件下焙烧至无CO2生成，能够逐阶段地使待再生的催化剂中的积炭被充分燃烧，从而对所述分子筛催化剂进行充分地再生。为了使再生过程更为平稳，避免过热现象的发生，优选情况下，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高10-50°C。本专利技术对焙烧过程中的升温速率没有特别的限制，但为了避免出现升温速率过大 造成再生过程中分子筛催化剂失活，以及升温速率过小导致再生过程时间较长的问题，所述升温速率优选为10-20°C /小时。根据本专利技术，在多个恒温焙烧阶段中，所述含氧气体中氧气的量可以在很大范围内变动，例如，以所述含氧气体的体积为基准，所述含氧气体中氧气的含量可以为1-25体积％，优选情况下，以所述含氧气体的体积为基准，所述含氧气体中氧气的量为1-15体积％。根据本专利技术，在所述恒温焙烧过程中，所述含氧气体中氧气的含量可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分子筛催化剂的再生方法，该方法包括在300？750℃下，将待再生的分子筛催化剂进行焙烧，以使得待再生的分子筛催化剂中的积炭分解为CO2，其特征在于，所述焙烧的方法包括：在含氧气体的存在下，将待再生的催化剂进行多个阶段的恒温焙烧，多个恒温焙烧阶段包括第一焙烧阶段和第一焙烧阶段以后的焙烧阶段，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5？70℃；且每一焙烧阶段的焙烧时间使得在该阶段的焙烧条件下焙烧至无CO2生成。

【技术特征摘要】
1.一种分子筛催化剂的再生方法，该方法包括在300-750°C下，将待再生的分子筛催化剂进行焙烧，以使得待再生的分子筛催化剂中的积炭分解为CO2，其特征在于，所述焙烧的方法包括在含氧气体的存在下，将待再生的催化剂进行多个阶段的恒温焙烧，多个恒温焙烧阶段包括第一焙烧阶段和第一焙烧阶段以后的焙烧阶段，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高5-70°C ;且每一焙烧阶段的焙烧时间使得在该阶段的焙烧条件下焙烧至无CO2生成。2.根据权利要求I所述的方法，其中，第一焙烧阶段以后的任意一个焙烧阶段的焙烧温度比相邻的前一个焙烧阶段的焙烧温度高10-50°C。3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，以所述含氧气体的体积为基准，所述含氧气体中氧气的含量为1-25体积％。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在至少一个恒温焙烧阶段中，所述含氧气体中氧气的含量是变化的。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述含氧气体中氧气含量的变化在至少一个恒温焙烧阶段的开始和/或结束时进行；且所述氧气含量的变化包括多个氧气含量恒定的维持阶段，所述多个氧气含量恒定的维持阶段包括第一个氧气含量恒定的维持阶段和第一个氧气含量恒定的维持阶段以后的氧气含量恒定的维持阶段，且在每一个氧气含量恒定的维持阶段的焙烧时间使得在该恒温焙烧阶段的氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉媛媛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：