[发明专利]一种固定床费托合成催化剂的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的再生方法，更具体地说是一种固定床费托合成钴基催化剂的再生方法。

背景技术

随着世界经济的发展，对成品油的需求量迅速增加，而石油资源储量和开采量却逐步降低和劣质化，需求与储量之间的矛盾日益突出，同时国际国内环保法规的要求越来越高，因此通过新方法获取优质的液态成品油燃料是当前中国乃至全球面临的重大问题。通过费-托(F-T)合成反应可以大规模地制取洁净燃料(特别是高品质的柴油)和其它高附加值化学品。而费托合成的原料合成气(CO和H₂)来源广泛，可以由煤炭、天然气、生物质经过气化得到。正因为如此，这条技术路径受到世界能源化工行业的极大关注，许多国际能源公司分别开发了以费托合成为核心的合成油工艺。

催化剂是费托合成关键技术之一，目前工业使用的催化剂主要有铁基和钴基两类。铁基催化剂是工业上较早使用的催化剂，具有活性高、价格低廉的特点，但铁基催化剂也具有较高地水煤气变换反应性能、催化剂结构稳定性差、寿命较短的缺点。而钴基催化剂由于活性高、选择性好、寿命长、水煤气变换效率低等优点受到越来越多的重视。

催化剂均有一定的使用寿命，在正常使用时它的生产能力(活性和选择性)会逐步下降，例如原料气转化率降低、合成油液收降低、副产品选择性增加等。造成催化剂性能下降的原因主要有催化剂被毒物污染、催化剂积碳、催化剂烧结、活性金属的相变以及催化剂本身结构发生变化等。失活或部分失活的催化剂通过再生处理可以恢复或部分恢复催化性能，然而只有可逆的失活过程可以通过再生使催化剂恢复性能，例如催化剂积碳、活性金属的相变以及某些可去除的毒物吸附。因此通过合适的催化剂处理或再生，从而延长催化剂的使用寿命具有重要的工业意义。

US5283216公开了一种恢复烃类合成催化剂活性的方法，该方法所述的催化剂在浆态床合成工艺中发生了部分可逆的失活，其恢复方法是在液态烃存在下和一定的温度和压力下用氢气还原催化剂，可以至少恢复原活性的80％。这种再次氢还原的方法具有局限性，只对于因活性金属相变而失活的催化剂有效，无法解决积碳造成的失活。

CN100398501C提出了一种浆态床费托合成催化剂再生的方法以增加催化剂的使用寿命，主要步骤包括脱除催化剂吸附的烃类、溶液浸渍、氧化、氢还原。其核心是采用铵盐、烷基铵盐和有机弱酸对催化剂进行浸渍处理，而后进行氧化和再还原。这类催化剂再生的方法对于各种原因的催化剂失活均有效果，但会破坏催化剂结构，影响活性金属与载体和活性金属与助剂之间的相互作用，而且操作复杂，催化剂再生需要在其他专门设备中进行。

发明内容

本发明的目的是在现有技术基础上提供一种固定床费托合成催化剂的再生方法。

本发明提供的方法包括：

(1)用惰性气体对待生的费托合成催化剂床层进行吹扫；

(2)用溶剂油对吹扫合格的费托合成催化剂床层进行浸泡洗涤；

(3)用惰性气体对洗涤后的费托合成催化剂进行吹扫；

(4)将吹扫合格的费托合成催化剂接触含氧气体，在氧化条件下进行氧化；

(5)将氧化后费托合成催化剂进行氢还原，得到再生后的费托合成催化剂。

采用本发明提供的再生方法可以消除因积碳、金属相变和部分毒物污染造成的催化剂失活，从而达到延长费托合成催化剂寿命的目的。

具体实施方式

本发明涉及的固定床费托合成催化剂是指采用列管式反应器装填的钴基费托合成催化剂。固定床费托合成是指采用列管式反应器装填钴基费托合成催化剂进行烃类合成的方法。原料气为含有一定比例H₂和CO的合成气，产品为含C₁～C₂₀₀的烃类，副产品是水和CO₂。

所述的固定床反应器为列管式反应器，反应器中排列有500～10000根甚至更多根反应管，每根反应管的直径在20～60mm，优选为25～50mm，长度为4～15m，优选为6～12m。催化剂均匀装填在每根反应管中。催化剂粒度(直径)为0.5～5mm，优选为1～3mm，催化剂的形状可以是柱状、球状、空心球、环状、马鞍状、三叶型条、四叶型条等。