[发明专利]热不稳定催化剂的氧化烧炭再生

说明书

本发明涉及催化剂的烧炭再生方法。

对于结构不稳定的催化剂，例如层柱粘土型催化剂、超大孔分子筛催化剂等在应用中遇到的一个问题是在再生时如何有效地除去催化剂表面的积炭而不影响其结构。目前常规催化剂的再生方法主要是采用高温焙烧法，即将已积炭失活的催化剂在大于550℃甚至高达700℃的高温条件下在含氧气氛(一般为空气气氛)中直接焙烧使催化剂的表面积炭氧化分解并以气体形式逸出。这种烧炭再生方法对于结构稳定性好的催化剂如Y沸石催化剂是行之有效的，但对于结构不稳定，尤其是热不稳定的催化剂，在高温再生时会破坏催化剂的结构，导致其结晶度下降甚至使其结构完全破坏，以Pd层柱粘土催化剂为例，当其按常规的高温烧炭再生方法再生后，其结晶度会下降60～70％，这便限制了这些催化剂在工业上的应用前景。另外，对于某些负载型金属催化剂，例如加氢和重整催化剂等，在高温烧炭再生时会因活性金属的聚集而使活性降低，如果能在较低温度下烧炭再生，则有利于延长其使用寿命。因此，对于这些热不稳定的催化剂，需要发展一种低温烧炭再生技术。

目前有关低温烧炭再生催化剂的报道尚不多见。USP5,183,789中描述了一种铂和多金属铂重整催化剂的再生方法，该方法是将积炭催化剂与含O₃的其浓度为1～50体积％的气流接触并在20～200℃的温度下烧炭再生，使催化剂的活性恢复到新鲜催化剂的水平。

Copperthwaite，R.G.等人报道过ZSM-5分子筛的低温再生方法(J.Chem.Soc.，Chem.Commun，1985，第644-645页；J.Chem.Soc.，Faraday Trans.1，1986，82，第1007-1017页)，Hutchings G. J.等人也报道过Y沸石催化剂的低温再生方法(Applied Catalysis，34，1987，第153-161页)。这三篇文献的共同特征是将积炭催化剂用含有O₃的气流在100～200℃的较低温度下烧炭再生，使得在再生过程中不会破坏分子筛的结构。

在催化剂烧炭再生时添加臭氧，虽然可以使烧炭再生温度大大降低，但臭氧不是一种易得的原料，成本较高，而且对人体有害，因此这不是一种切实可行的烧炭再生方法。

Mobil石油公司在USP4,335,020和USP4,410,452中描述了一种脱除ZSM系列分子筛中有机模板剂的方法，该方法是将分子筛与含有标准氧化势大于0.25伏特的氧化剂的溶液在小于100°F的条件下搅拌处理0.5～72小时，这些氧化剂包括高氯酸盐、次氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐、过氧化氢等。

本发明的目的是提供一种热不稳定催化剂的烧炭再生方法，使催化剂在较低温度下烧炭再生即可有效地除去其表面积炭而不影响其结构。

本发明所提供的热不稳定催化剂的烧炭再生方法是向已积炭的待生催化剂中加入一定量的含有一种或多种氧化剂的水溶液然后在空气、氧气、或他们的混合气的气氛中于280～450℃烧炭再生0.5～5小时。

所说的催化剂是指层柱粘土型催化剂、超大孔分子筛型催化剂、负载型金属催化剂以及其他在500℃以上处理时会使性降低的催化剂。其中的负载型金属催化剂可以是将金属负载在无机氧化物载体上的加氢或重整催化剂。

所说的氧化剂为选自包括HClO₄、KClO₄、NH₄ClO₄、NaClO₄在内的高氯酸及其盐以及包括HClO、KClO、NH₄ClO、NaClO在内的次氯酸及其盐。

所说的氧化剂的总的用量为催化剂重量的3～35重％，最好为5～30重％。

所说的氧化剂水溶液的浓度为5～30重％，最好为10～20重％。

所说的向待生催化剂中加入氧化剂水溶液然后烧炭再生的过程可以在保持氧化剂总加入量为5～35重％的情况下分数次进行，最好分2～4次进行，每次的氧化剂加入量可以相同或不同，每次加入氧化剂后都在280～450℃在含氧气氛中焙烧0.5～2小时。

按照本发明提供的方法进行催化剂的烧炭再生时，烧炭温度较低，可以有效地除去热不稳定催化剂的表面积炭而不会破坏催化剂的结构。

下面通过实例对本发明做进一步的说明。各实例中的炭含量(积炭或残炭量)用LecocS-444炭硫仪测定，相对结晶度是以待生剂为基准(结晶度为100％)通过X射线衍射法(XRD)测定。

                   实施例1