催化剂的升温还原
铜基合成催化剂须经还原后才具有活性。还原操纵是很重要的一个操纵环节。每炉催化剂活性的高低,除与催化剂自身的生产质量和装填质量有关外,很大程度上还取决于催化剂还原质量的好坏,它将对催化剂使用寿命产生长远的影响。因此,必须严格、细致、认真地进行还原操纵。催化剂升温还原其质量的好坏对日后催化剂的使用寿命起决定作用,还原质量好的催化剂,其晶粒小、内部间隙多、活性表面积大,这种催化剂投进正常生产后具有反应活性高、催化剂床层温度分布均匀、使用寿命长等优点。催化剂的升温还原在很大程度上决定了催化剂的活性,直接影响其使用寿命。
汽车废气催化净化的关键是选择一种性能优良的催化剂。汽车废气净化使用的催化剂不同于化学工业生产使用的催化剂。汽车排出的废气浓度、流量和温度,是随着汽车的运转状态变化的,所以要求催化剂具备下列特性:低温(200℃以下)活性好,高温(800℃以上)热稳定性好,耐中毒性好(汽油中含有可引起催化剂中毒铅、硫、磷、锌等),使用寿命长和不造成二次污染等。常用的催化剂大致可分为三类:①贵金属类,如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)和钌(Ru)等。这类催化剂价格昂贵,资源稀少,耐铅中毒性较差,但催化活性高,使用寿命长。②非贵金属类,如铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锰(Mn)、钴(Co)、钒(V)铁(Fe)、钛(Ti)、锆(Zr)及稀土类和碱土类金属的氧化物。这类催化剂虽然资源丰富,价格低廉,但是高温稳定性和耐中毒性差。③多元金属类,如Cu-Ni(Monol合金)、Ni-Cr-Fe(Inconel合金)、Cu-Cr-Ni合金等。
由于汽车废气的复杂条件,任何单一组分的催化剂都难以完成催化净化的作用,目前催化剂正向微量贵金属的多组分的方向发展。另外,正在研制含有稀土元素的钙钛矿结构 ABO型或类似尖晶石结构ABO型的新型催化剂。
控制催化剂热门温度
生产过程中,操纵控制的关键是催化剂床层温度的控制,即对合成反应的控制,其要求是在充分转移反应热的基础上,维持催化剂床层温度的稳定,并尽可能进步的产量。而床层温度控制的稳定与否与催化剂活性、进出塔气量、塔负荷情况、进进塔气体组成成分有很大的关系。由于影响合成塔温度的工艺参数较多,给温度控制带来很大困难。需要留意的是,在操纵过程中,严禁为了追求产量而超温操纵,这样会大大缩短催化剂的寿命。生产操纵中防止催化剂超温是延长催化剂使用寿命的重要措施。因此,降低催化剂热门温度,是延缓催化剂热老化程度并增加使用寿命的好方法。防止催化剂热老化的主要措施有:
1.在还原、开停车过程中,按照预定的指标进行操纵,防止超温。
2.在保证产量的条件下,稳定操纵,尽可能降低床层热门温度,每次提升热门温度应慎重,提升幅度不宜过大,一般为5℃左右。
3.适当进步合成气中的CO2的含量。进塔气中不答应CO2含量<1%,要求至少2%,在3~5%。