Dans divers procédés de réaction catalytique, le dépôt de carbone et la cokéfaction constituent les principales causes du déclin de l'activité du catalyseur et du cycle de fonctionnement raccourci des unités de traitement. Les réactions continues, notamment le craquage thermique des composants de la matière première, la polymérisation des hydrocarbures insaturés et la déshydrogénation-condensation des produits intermédiaires, génèrent des dépôts carbonés à la surface du catalyseur et à l'intérieur des canaux des pores. Ces dépôts recouvrent des sites actifs et bloquent les structures microporeuses, entraînant une détérioration notable de la sélectivité du catalyseur et de l'efficacité de la réaction. Dans la production pratique, les dépôts de carbone et la cokéfaction peuvent être efficacement limités via l'optimisation des processus, la modification du catalyseur, le prétraitement des matières premières et la maintenance des opérations de routine.
L'ajustement des paramètres du procédé constitue la mesure de base du contrôle de la cokéfaction.Une température de réaction excessivement élevée intensifie la fissuration profonde et la condensation des matières premières, agissant comme le principal déclencheur du dépôt de carbone. La plage de température de réaction doit être strictement contrôlée pendant la production pour éliminer les surchauffes locales. L'augmentation appropriée du rapport de dosage de l'hydrogène et de la vapeur permet la consommation in situ de fragments d'hydrocarbures et de substances huileuses intermédiaires susceptibles de se transformer en coke solide par des réactions de gazéification de vapeur et de saturation d'hydrogénation. Parallèlement, une vitesse spatiale et une pression du système stables empêchent la rétention prolongée des matériaux à l'intérieur des pores du catalyseur, réduisant ainsi les dépôts carbonés du point de vue des conditions de réaction.
La modification des propriétés intrinsèques du catalyseur améliore fondamentalement ses performances anti-anticokéfaction.Le dopage des métaux de terres rares et des additifs d'oxyde optimise la répartition des sites acide-base sur la surface du catalyseur et augmente la teneur en oxygène tensioactif, accélérant ainsi la décomposition oxydative des substances carbonées. L'adoption d'une structure de pores hiérarchique pour le support accélère le transport du matériau dans et hors des pores, réduit le temps de séjour des réactifs et des produits dans les canaux des pores et limite la cokéfaction par condensation des macromolécules et le dépôt de carbone accumulé.
Le prétraitement des matières premières et l’entretien régulier de la régénération sont tout aussi importants.La pré-élimination des composants à point d'ébullition élevé-tels que les colloïdes et les hydrocarbures aromatiques polycycliques des matières premières réduit les précurseurs du dépôt de carbone à la source. Une purge complète au gaz inerte est nécessaire pendant le démarrage, l'arrêt et le changement des conditions de fonctionnement de l'unité pour éviter que les matières premières résiduelles ne forment des dépôts de coke et de carbone à haute température. En outre, la régénération régulière de la combustion du carbone à basse température contrôlée élimine en douceur les sédiments carbonés sur la surface du catalyseur et les pores internes, ce qui restaure efficacement l'activité catalytique, ralentit le taux de désactivation et garantit un fonctionnement stable et à haut rendement des unités catalytiques à long terme.