[发明专利]用于限制催化剂颗粒散发粉尘的方法

说明书

本发明涉及用于限制催化剂颗粒散发粉尘的方法。所述方法包括以下两个连续的步骤：第一步骤，在不低于100℃的温度下进行催化剂颗粒的热处理；随后进行第二步骤，通过使所述催化剂颗粒与一种或多种涂覆材料接触，对该催化剂颗粒的表面进行涂覆，所述涂覆材料的熔点T不低于45℃且所述涂覆材料以固态引入，所述第二步骤在没有进一步添加热的情况下在T‑60℃至T‑1℃、同时保持不低于40℃的温度下进行。

技术领域

本发明涉及特别旨在在催化剂处理期间限制由颗粒(grains)形式的催化剂散发的粉尘的方法。

背景技术

所讨论的催化剂例如但不受限地为：在烃处理方法(特别是石油精炼领域、石油化学领域和化学领域中的烃处理方法)中使用的催化剂，特别是在转化烃基化合物的方法中使用的催化剂。

在精炼厂和/或石油化学工厂中实施的烃处理方法包括如下一些处理：主要旨在修饰烃分子的结构和/或从烃基馏分中消除不期待的化合物，例如特别是含硫化合物、含氮化合物、芳香族化合物和金属化合物。作为非限制性实例，可提及石脑油重整方法、加氢方法和加氢裂化方法；以及被称为加氢处理方法的方法，例如，加氢脱硫方法、加氢脱氮方法、加氢脱氧方法、加氢脱芳烃方法和加氢脱金属方法。

所讨论的催化剂还可以处理气态化合物。因此，本发明也适用于氢和氨的生产线(包括蒸汽重整(steam reforming)步骤)中使用的所有催化剂；还适用于硫线路中使用的催化剂(克劳斯催化剂和尾气催化剂)；以及所有氧化催化剂、脱氢催化剂和氨氧化催化剂。

在可以使用催化剂的方法中，一些方法在氢存在的情况下进行，并且通常用通用术语加氢转化方法表示。

上述大多数方法需要粒子(particles)形式的固体催化剂，也称作“催化剂颗粒”。这些催化剂颗粒含有基于一种或多种耐火无机氧化物的多孔载体，其中，一种或多种具有催化活性的金属沉积在所述多孔载体上，所述具有催化活性的金属选自来自于元素周期表VIII族的金属以及来自于元素周期表VIB族的金属。

烃处理反应的动力学特别受限于烃分子(通常是大尺寸的)向位于催化剂孔中的催化位点扩散的速度。因此，催化位点应该是尽可能易接近的。这就是制造商力求制备出具有尽可能高的比表面积和尽可能高的孔隙率的催化剂，从而导致催化剂处于尺寸非常小的颗粒形式的原因。

然而，催化剂颗粒的尺寸也不应该太小，因为这使得在操作所述催化剂颗粒期间烃处理反应器中的压降(ΔP)提高。

因此，制造商必须解决两个矛盾的约束条件：催化剂颗粒的尺寸越小，催化性能越好，但是反应器中的压降越高。

因此，参与此类方法的催化剂通常处于平均直径通常为0.8mm-4mm、平均长度通常为2.5mm-5mm的圆柱形或多叶(multilobal)形的颗粒形式。在某些应用中，使用球形颗粒，所述颗粒的直径通常在1.5mm至5mm之间变化。

在使用催化剂颗粒的方法中产生的另一约束条件与所述颗粒的机械强度有关。当催化剂颗粒的孔隙率和比表面积高时，该催化剂颗粒的机械强度甚至更低。

然而，处理催化剂的操作(尤其是在催化剂的运输以及将催化剂装载至反应器期间)引起颗粒彼此摩擦或者与墙/壁(walls)摩擦的现象，这导致“细粉(fines)”形成，即粉尘。这些摩擦力也导致颗粒磨耗现象，即由摩擦、碰撞和/或挤压引起的这些颗粒的机械磨损，这导致颗粒破损以及颗粒尺寸不期望的减小。

现在，大量催化剂粉尘的形成造成诸多问题。一方面，它使颗粒的装载操作大大复杂化，达到了大量粉尘阻止了装载进程被可视化监控的程度，因此需要每隔一段时间停止装载操作，以使粉尘云减退，从而可确保催化剂颗粒在反应器中正确、均匀地分布。

此外，此类粉尘的形成造成安全问题，一方面对于负责处理颗粒的操作者，另一方面对于在工业现场的所有人。这类粉尘可以飞走，并且有时在大气中被携带非常远的距离，从而对附近的居民和周围的环境造成额外的风险。