3. 5.1 Sự thay đổi các chất xúc tác trong quá trình làm việc
3.5.2 Các phơng pháp tái sinh chất xúc tác
3.5.2.1. Tái sinh bằng phơng pháp oxyhóa:
Đây là phơng pháp tái sinh chất xúc tác bằng cách đốt cháy cốc bám trên bề mặt chất xúc tác bằng oxy không khí ở nhiệt độ 300 ữ 500oC. Dùng dòng khí nóng chứa từ 2 ữ 15% oxy (O2) để đốt cốc và giữ ở khoảng nhiệt độ trên để không làm tổn hại tới tâm kim loại platin. Chất xúc tác sau khi đã tái sinh chứa ít hơn 0,2% cốc.
Quá trình đốt cháy cốc đợc biểu diễn theo phơng trình sau : CxHy + O2 → CO2 +H2O + Q
Ta thấy rằng quá trình này tỏa nhiệt. Sự tỏa nhiệt này có ảnh hởng rất lớn tới độ bền của chất xúc tác :
- Khi nhiệt độ quá cao thì Al2O3 sẽ bị thay đổi cấu trúc.
- Nhiệt độ cao dẫn tới sự giảm độ phân tán của platin do các phân tử này bị đốt cháy.
Chính vì vậy ngời ta tìm cách giảm nhiệt độ xuống mức cho phép để tránh gây ảnh hởng tới chất xúc tác.
3.5.2.2. Tái sinh bằng phơng pháp khử:
Ngời ta nhận thấy rằng nếu tái sinh bằng phơng pháp oxyhoá thì các hợp chất của lu huỳnh (S) sẽ không bị loại bỏ hoàn toàn. Hợp chất của lu huỳnh sau khi đã tái sinh bằng phơng pháp oxy hóa thờng ở dạng Sulfat. Với
phơng pháp khử ngời ta dùng dòng khí chứa 10% hydro ở áp suất khoảng 2 atm. Chất xúc tác sau khi tái sinh thì lợng cốc giảm xuống còn khoảng 0,03 ữ 0,05% trọng lợng.
3.5.2.3. Tái sinh bằng phơng pháp Clo :
Chất xúc tác sau một thời gian sử dụng thì hàm lợng Clo bị giảm xuống và do đó làm giảm tính axit dẫn đến làm giảm hoạt tính.
Để khắc phục hiện tợng này ngời ta thêm vào vùng phản ứng các hợp chất hữu cơ chứa Clo cùng với nguyên liệu. Ngoài ra ngời ta còn tiến hành Clo hóa chất xúc tác trong giai đoạn nung của quá trình tái sinh xúc tác . Lúc này có thể cho clo vào ở dạng khí . Ví dụ :xúc tác pt/AL2O3 Đã làm việc 15.000h đầu tiên đem xúc tác này tái sinh bằng oxihoá bằng hỗn hợp nitơ - oxi , hàm lợng oxi 1-1,5% thể tích , ở điều kiện từ 7-10 at và dần dần tăng nhiệt đến 500OC . Xúc tác sau khi đã đốt cốc đem clo hoá ở áp suất khí quyển trong môi trờng không khí , ở lối vào và ra thiết bị phản ứng làm sao cho hàm lợng clo bão hoà trong xúc tác .
Kết quả sau khi clo hoá cho thấy hàm lợng clo trong xúc tác tăng từ 0,07-0,08% trọng lợng còn hàm lợng sắt giảm từ 1-1,5% trọng lợng . Fe bị giảm xuống do :
2Fe2O3 + 6Cl 2 → 4Fe2O3 + 3O2
Sau khi tái sinh bằng clo còn thấy lợng chì cũng bị giảm xuống . Ngoài ra nó còn làm tốt độ phân tán của pt trong xúc tác . Nhng nếu hàm lợng clo trong xúc tác quá cao ( chiếm 1,4% trọng lợng thì tính chất phân huỷ tăng lên mạnh , điều này sẽ làm cho hiệu suất khí tăng lên . Đó là điều không mong muốn trong quá trình reforming . Qua thực nghiệm cho thấy , chế độ tái sinh xúc tác bằng clo nh sau:
Nhiệt độ ( OC)
thời gian tái sinh (h)
nồng độ clo trong không khí (% trọng lợng ).
Hàm lợng clo trong xúc tác tối u nhất là 0,8-0,95 trọng lợng .
Xúc tác AL2O3 sau khi tái sinh clo thì độ hoạt tính và độ chọn lọc gần nh đợc khôi phục lại hoàn toàn .