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鈀碳催化劑失活的原因

發布時間:2019-04-03    瀏覽次數:55    作者:

鈀碳催化劑的結構是鈀微晶均勻浸布在特制的多孔碳載體上,起催化作用的是微晶鈀。在水溶液中,催化劑將氫氣吸附在鈀表面上與粗TA進行催化反應。因此, 鈀與反應物接觸的表面積鈀碳催化劑失活的主要原因是鈀流失、鈀中毒以及比表面積縮小。

鈀的流失主要發生在貯運、裝卸以及生產過程中。在貯運過程中,催化劑會因顛簸而磨損,生產過程主要受壓力波動、液位影響及溫度的影響。催化劑放在水中,保證正確貯運、裝卸操作,就不會對鈀金屬造成磨損,不會影響催化劑活性。

金屬鈀中毒是指鈀金屬與某些毒物結合形成無催化活性的物質,這些毒物包括硫、銅、鋁、鋅等的離子。其中主要引起鈀中毒的是硫陰離子, 它能與鈀金屬結合產生硫化鈀,進而形成一種大分子晶塊,使鈀徹底失去活性,并能在短時間內使鈀碳催化劑失效,而且不能再生。硫存在的機率是很大的,可存于氧化工段的原材料對二甲苯或醋酸中,尤其可存于精制工段的脫鹽水或氫氣中。因此,要加強對脫鹽水和氫氣的監控,避免生產事故的發生。這是對鈀碳催化劑的最好保護。

造成鈀碳催化劑表面積縮小主要有三種情況,即碳架破損、物理性中毒和生產波動。鈀金屬磨損時,不僅可使鈀金屬流失,也會造成碳架的破碎,從而使催化劑表面積縮小。

惰性氣體如CO、CO2、NO2等被活性碳吸附在細孔中。因腐蝕產生金屬離子如Cr、Fe、Ni離子, 以及氧化反應帶來的Co、Mn離子等,與PTA形成不溶性的對苯二甲酸鹽,并吸附在催化劑表面。物理性中毒都因隔離了氫氣與反應物在鈀金屬表面的反應而減少催化劑的表面積。

當精制工段出現故障,尤其失去熱源供應時,未及時將反應器內的TA物料用水沖洗干凈,從而使TA因降溫而結晶,并粘附在鈀碳催化劑上,堵塞細孔,致使催化劑有效表面積大大減少。盡管可以通過堿洗使其再生,但催化效果仍明顯降低,壽命隨之大大減少。


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