1  實驗     ' _% T5 c  Q3 U/ k/ `% v
1.1  催化劑再生工藝
工藝1：失活催化劑浸漬再生劑后干燥、焙燒。
工藝2：失活催化劑經(jīng)水洗、干燥，浸漬再生劑后再干燥、焙燒。
工藝3：失活催化劑經(jīng)高溫焙燒后浸漬再生劑，然后干燥、焙燒。
催化劑活性評價(測定COS轉(zhuǎn)化率)9 r* r$ p; b) z+ u" ^
    (1)微反試驗    / J2 s- ?# `- E
    利用常壓微反裝置測定催化劑的水解活性，活性評價裝置如圖1所示。
試驗條件：催化劑裝量0.5mL(20～40目)，裝填高徑比4.0，反應溫度50℃，空速3 000h－1，常壓，水汽含量為室溫(20～25℃)下飽和濃度。% {6 d$ n6 l1 |% f! I
    試驗用的氣體由純COS氣體與普氮以一定比例混合而成，氣體中COS含量為50～100 mg／ m3。  
待試驗條件穩(wěn)定后用WISP-852微量硫分析儀定時測定反應器進、出口氣體中COS含量，得知COS的水解轉(zhuǎn)化率。催化劑活性以COS轉(zhuǎn)化率表示。
原粒度試驗
為準確評價催化劑的性能，在常壓下測定原粒度水解劑的活性。試驗條件：催化劑裝量30 mL(￠3～5)，反應溫度50℃，水汽含量為室溫(20～25℃)下飽和濃度，空速1 500h－1，常壓。  ^4 ]1 ^' k0 Q+ C  o
    反應管為￠30×1.5的玻璃管，試驗用的氣體由純COS氣體與普氮以一定比例混合而成，氣體中COS含量50～100 mg／m3，工藝流程與常壓微反流程相似。 4 l: D/ T! B% Y  p
2  結(jié)果和討論
失活及再生催化劑的物化性質(zhì)
從表1可看出，與新鮮催化劑相比，失活催化劑的比表面積、孔容有所下降，堆密度略有增加。失活樣品中沉積了大量的S和Cl，堵塞了催化劑孔道，是導致催化劑失活的主要原因，再生后催化劑中仍含有少量的S和Cl。再生后催化劑孔道體積基本恢復，比表面積可恢復90％以上。
2.2  失活催化劑的保留活性    & n7 C0 @  U) q) [
    在微反裝置上測定了某廠使用8個月后的水解催化劑的活性，結(jié)果見表2。

從表2可以看出，失活催化劑基本上已沒有活性。     
失活催化劑再生工藝的選擇% `# |( d+ [: p) S
    表3表明，不同的再生工藝對再生效果有不同的影響，其中工藝3再生的催化劑活性與新鮮催化劑基本相當。
    (1)焙燒溫度對催化劑活性及活性組份含量的影響。采用工藝3，考察了焙燒溫度對再生催化劑活性的影響，結(jié)果見表4。
從表4可知，不同焙燒溫度下再生的催化劑活性有明顯差別：隨著焙燒溫度的升高，催化劑的活性先逐步上升，然后又下降；當焙燒溫度為550℃時，再生催化劑的活性大。, r* V; {0 t$ b, q6 q% X' j; d3 A. V s- z; f; h* R) b) z
    不同焙燒溫度下再生的催化劑中活性組份含量和硫含量有明顯差別：隨焙燒溫度的升高，硫逐漸被除去，硫含量明顯降低；在550℃時，硫含量低，而催化劑中活性組份含量明顯增大。這些結(jié)果與催化劑活性結(jié)果相吻合。# @2 K2 N2 O" ~/ C/ W
    (2)再生催化劑的XRD。應用XRD研究了新鮮、失活以及再生催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)：失活催化劑上雖然含有大量的硫，但沒有硫酸鹽的XBD衍射圖樣出現(xiàn)，這表明硫可能以無定型的形式分散在催化劑中；而NaKAl2O2(CO3)2、KCl衍射峰很強，說明活性組份明顯聚集成晶相，從而降低了話性組份的含量和催化劑的活性，因此對失活催化劑直接再生時效果很差；經(jīng)焙燒、浸漬再生劑再生后的失活催化劑除含有K2SO4峰外，基本上與新催化劑的譜圖相同，表明再生催化劑表面晶相與新鮮催化劑相近，說明硫沉積及再生并未使催化劑晶相遭受破壞，同時也說明催化劑的失活不是由于結(jié)構(gòu)破壞引起的。
再生催化劑的活性考察3 Z+ E% [5 K3 `
    將原粒度再生催化劑與新鮮催化劑置于常壓微反裝置中，分別在不同溫度及空速下進行對比試驗。1 @  y3 m/ Q' _$ K
    (1)不同溫度下催化劑活性的比較' c+ B3 [3 K- E, v( `+ L  `8 d8 n
    各取催化劑30mL，原粒度，選擇空速1 500h－1進行測試，測試結(jié)果如圖2示。2 p# i! K( m1 M5 x' ?1 ^
    從圖2可以看出：催化劑的水解活性隨著溫度升高而增加；在反應溫度80℃下，再生催化劑活性與新鮮催化劑相當；在40～60℃范圍內(nèi)，再生催化劑的活性能夠達到新鮮催化劑的90％，這主要是由于再生催化劑的表面還有微量S和Cl堵塞了催化劑孔道，降低其表面利用率并影響了內(nèi)擴散。
不同空速下催化劑活性的比較# M* G1 H  q5 l8 N9 w1 A6 C
    各取催化劑30mL，原粒度，選擇溫度50℃進行測試，測試結(jié)果如圖3示。
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    由圖3可以看出，空速變化對再生催化劑活性的影響趨勢與新鮮催化劑相同。在空速1 500～6000h－1的范圍內(nèi)，再生催化劑的活性達到新鮮催化劑90％以上。     ! i  f: Y& p% ^; ?
2.5  再生工藝的重現(xiàn)性
為評價再生工藝的重現(xiàn)性，制備了不同批次的樣品。各取催化劑30mL,，原粒度，選擇溫度50℃、空速1 500h－1進行測試，測試性能見表5。結(jié)果表明各批樣品性能基本一致，工藝放大可行。* E$ f2 A  b1 c/ @1 G0 T

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2.6  再生催化劑的穩(wěn)定性   
在相同對比條件下，對再生催化劑和新鮮催化劑的活性穩(wěn)定性進行了比較。評價條件為：反應溫度50℃，空速1 500 h－1，原粒度，體積30mL。試驗結(jié)果如圖4示。+ g2 D3 H8 M0 b
從圖4可以看出，經(jīng)150h的試驗，COS轉(zhuǎn)化率基本保持在91％左右，說明再生催化劑的活性穩(wěn)定性是好的。
結(jié)論    / s6 `' F: X5 F: I' P
    (1)失活催化劑的再生條件為：550℃焙燒3h后浸漬再生劑，然后干燥、焙燒。再生催化劑具有較高的活性，COS轉(zhuǎn)化率可達新鮮催化劑的90％以上。
再生催化劑仍具有良好的活性穩(wěn)定性