Bei verschiedenen katalytischen Reaktionsprozessen sind Kohlenstoffablagerung und Verkokung die Hauptursachen für den Rückgang der Katalysatoraktivität und die Verkürzung des Betriebszyklus von Prozesseinheiten. Kontinuierliche Reaktionen, einschließlich thermischem Cracken von Ausgangsmaterialkomponenten, Polymerisation ungesättigter Kohlenwasserstoffe und Dehydrierung-Kondensation von Zwischenprodukten, erzeugen kohlenstoffhaltige Ablagerungen auf der Katalysatoroberfläche und in Porenkanälen. Diese Ablagerungen bedecken aktive Stellen und blockieren mikroporöse Strukturen, was zu einer deutlichen Verschlechterung der Katalysatorselektivität und Reaktionseffizienz führt. In der praktischen Produktion können Kohlenstoffablagerungen und Verkokungen durch Prozessoptimierung, Katalysatormodifikation, Vorbehandlung des Ausgangsmaterials und routinemäßige Betriebswartung wirksam eingeschränkt werden.
Als zentrale Maßnahme zur Verkokungskontrolle dient die Anpassung der Prozessparameter.Eine zu hohe Reaktionstemperatur intensiviert die tiefe Rissbildung und Kondensation der Einsatzstoffe und ist der Hauptauslöser für die Kohlenstoffablagerung. Der Reaktionstemperaturbereich muss während der Produktion streng kontrolliert werden, um lokale Überhitzungen zu vermeiden. Eine entsprechende Erhöhung des Dosierungsverhältnisses von Wasserstoff und Dampf ermöglicht den In-situ-Verbrauch von Kohlenwasserstofffragmenten und öligen Zwischenprodukten, die sich durch Dampfvergasung und Hydrierungssättigungsreaktionen in festen Koks umwandeln können. Gleichzeitig verhindern eine stabile Raumgeschwindigkeit und ein stabiler Systemdruck ein längeres Zurückhalten von Materialien in den Katalysatorporen, wodurch kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Hinblick auf die Reaktionsbedingungen reduziert werden.
Die Modifizierung der intrinsischen Eigenschaften des Katalysators verbessert seine Anti-{0}}Verkokungsleistung grundlegend.Die Dotierung mit Seltenerdmetallen und Oxidadditiven optimiert die Verteilung von Säure-Base-Stellen auf der Katalysatoroberfläche und erhöht den Gehalt an oberflächenaktivem Sauerstoff, wodurch die oxidative Zersetzung kohlenstoffhaltiger Substanzen beschleunigt wird. Die Verwendung einer hierarchischen Porenstruktur für den Träger beschleunigt den Materialtransport in und aus Poren, verkürzt die Verweilzeit von Reaktanten und Produkten in Porenkanälen und verhindert die Verkokung von Makromolekülen durch Kondensation und die angesammelte Kohlenstoffablagerung.
Ebenso wichtig sind die Vorbehandlung des Rohstoffs und die regelmäßige Aufrechterhaltung der Regeneration.Durch die Vor-Entfernung hochsiedender-Komponenten wie Kolloide und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe aus Rohstoffen werden die Vorläufer für die Kohlenstoffablagerung an der Quelle reduziert. Während des Hochfahrens, Herunterfahrens und Umschaltens der Betriebsbedingungen ist eine vollständige Inertgasspülung erforderlich, um zu verhindern, dass sich bei hohen Temperaturen restliches Ausgangsmaterial ablagert. Darüber hinaus werden durch die regelmäßige, bei niedriger Temperatur kontrollierte Kohlenstoffverbrennungsregeneration kohlenstoffhaltige Sedimente auf der Katalysatoroberfläche und den inneren Poren sanft entfernt, wodurch die katalytische Aktivität effizient wiederhergestellt, die Deaktivierungsrate verlangsamt und ein langfristig stabiler und hocheffizienter Betrieb der Katalysatoreinheiten gewährleistet wird.