DE3422348A1 - Verfahren zur regenerierung von katalysatoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regenerierung von Katalysatoren
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von durch Koksablagerungen desaktivierten Katalysatoren.
• Katalysatoren werden industriell bei den verschiedensten Verfahren eingesetzt. So kommen Katalysatoren beispielsweise bei Synthesereaktionen, wie Methanol- oder Ammoniaksynthese, oxidativen Umwandlungen, z.B. der Claus-Reaktion, Hydrierung und Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen zum Einsatz. Ein Beispiel für die Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen ist die katalytische Umwandlung von Propan und Butan zu Monoolefinen, aus denen wiederum hochwertige Benzinzusätze gewonnen werden können. Bei dieser Reaktion entsteht Kohlenstoff, der sich als Koks auf dem Katalysator ablagert. Ublicherweise wird die Regenerierung des Katalysators durch kontrollierten Abbrand des Kokes im Luft/N2-Strom durchgeführt (z.B. Oil and Gas Journal, 8. Dezember 1980, Seiten 96 bis 101).
• Der Nachteil der Luft/N2-Regenerierung ist die hohe Exothermie der Reaktion, die einen langsamen und kontrollierten Koksabbrand erfordert, um Uberhitzungen des Kataly- sators bzw. des Reaktors zu vermeiden. Zur Abfuhr der Reaktionswärme werden erhebliche Inertgasmengen benötigt.
• Im Fall reduzierter Trägerkatalysatoren erfolgt eine Oxida-.tion des Metalles, wodurch vor dem Reaktionstakt eine Vorreduzierung des Metalls erforderlich wird, die meist sehr stark exotherm verläuft und eine genaue Temperaturkontrolle erfordert.
• Weiterhin ist es in sehr vielen Fällen nötig, vor und nach der Regenerierung einen Spültakt durchzuführen, um unerwünschte Reaktionen des Einsatzes mit Sauerstoff zu vermeiden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Regenerierung von durch Koksablagerungen desaktivierten Katalysatoren so zu verbessern, daß die aufgezeigten Nachteile überwunden werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regenerierung hydrierend durchgeführt wird.
• Die hydrierende Koksentfernung erfolgt ohne größere Wärmeentwicklung. Dies bedeutet, daß der'Koksabbrand sehr schnell durchgeführt werden kann, ohne daß Inertgas zur Wärmeabfuhr benötigt wird. Bei der Regenerierung fällt als Reaktionsprodukt Methan an, das in vorteilhafter Weise als Heizgas verwendet werden kann.
• Bei Reaktionen unter reduzierenden Bedingungen, wie Dehydrierungen, Hydrierungen, Isomerisierungen usw.
• entfallen die Spültakte vor der Regenerierung sowie die Vorreduktion des katalytisch aktiven Metalls. Die Auftrennung der Reaktionsprodukte wird einfacher, da keine sauerstoffhaltigen Produkte anfallen.
• Bei der Regenerierung durch hydrierende Koksentfernung ist das Verhältnis von Reaktions- zur Regenerierzeit wesentlich günstiger als bei oxidativen Regenerierungen, was eine Erniedrigung des erforderlichen Investments für eine vorgegebene Produktion bewirkt.
• In günstiger Weise wird die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 550°C und 6500C und einem Druck zwischen 2 bar und 10 bar durchgeführt. Typischerweise liegt die Regeneriertemperatur bei 600QC und der Regenerierung bei 4 bar.
• Als zweckmäßig hat sich der Einsatz von Wasserstoff als Regeneriergas erwiesen. Der Wegfall von Spültakten bei alleiniger H2-Regenerierung bedeutet bei Dehydrierprozessen eine Verminderung von Einsatz/Produktverlusten.
• Bei der erfindungsgemäßen Regeneriermethode verbleibt ein Teil des Kokes auf dem Katalysator (Restkoks), wodurch die Selektivität des Katalysators gesteuert werden kann.
• Eine Entfernung dieses Restkokes ist durch oxidative Regenerierung möglich.
• Beispiel: Ein durch Koksablagerung desaktivierter Katalysator wird bei 4,6 bar und einer Temperatur von 620 OC im Wasserstoffstrom regeneriert. Die Raumgeschwindigkeit (GHSV) bei der Regenerierung beträgt 2100 l/lh. Zu Beginn der Regenerierung enthält das Gas am Reaktoraustritt 28,6 Vol-% Methan, nach 30 min 26,3 Val-8 Methan, nach 60 min 11,3 Vol-% Methan und nach 75 min 2,1 Vol-% Methan. Nach 95 min wird die Regenerierung beendet. Durch diese hydrierende Regenerierung des Katalysators konnte die ursprüngliche Dehydrieraktivität des Katalysators wieder hergestellt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche Verfahren zur Regenerierung von durch Koksablagerungen desaktivierten Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung hydrierend durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung bei einer Temperatur zwischen 5500C und 6500C und einem Druck zwischen 2 bar und 10 bar durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Regeneriergas Wasserstoff verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regenerierung entstehendes Methan als Heizgas verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Restkoks auf dem Katalysator oxidativ entfernt wird.