這是一個關(guān)于催化劑的種類和應(yīng)用PPT，包括了催化裂化，催化裂化催化劑產(chǎn)品性能要求，催化裂化催化劑種類、組成，催化裂化催化劑的主要性質(zhì)，催化裂化催化劑的失活與再生，催化裂化催化劑的制備等內(nèi)容，石油化工催化劑及應(yīng)用 全球催化裂化催化劑的發(fā)展簡史中國催化裂化催化劑的發(fā)展簡史一、催化裂化（一）催化裂化的特點原料來源廣泛產(chǎn)品產(chǎn)率高，質(zhì)量好裝置操作彈性大，產(chǎn)品方案靈活。（二）催化裂化的化學(xué)反應(yīng) 1.裂解反應(yīng) 環(huán)烷烴或環(huán)烷一芳烴(如四氫萘、十氫萘等)放出氫使烯烴飽和而自身逐漸變成稠環(huán)芳烴。兩個烯烴分子之間也可以發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 3.異構(gòu)化反應(yīng) 4.芳構(gòu)化反應(yīng) 烯烴環(huán)化并脫氫生成芳烴。 5.烷基化反應(yīng) 烷烴和烯烴反應(yīng)生成較大的烷烴，或芳烴和烯烴反應(yīng)生成烷基芳烴 6.疊合反應(yīng) 烯烴與烯烴反應(yīng)生成一個更大分子的烯烴，歡迎點擊下載催化劑的種類和應(yīng)用PPT哦。

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石油化工催化劑及應(yīng)用 全球催化裂化催化劑的發(fā)展簡史中國催化裂化催化劑的發(fā)展簡史一、催化裂化（一）催化裂化的特點原料來源廣泛產(chǎn)品產(chǎn)率高，質(zhì)量好裝置操作彈性大，產(chǎn)品方案靈活。 （二）催化裂化的化學(xué)反應(yīng) 1.裂解反應(yīng) 環(huán)烷烴或環(huán)烷一芳烴(如四氫萘、十氫萘等)放出氫使烯烴飽和而自身逐漸變成稠環(huán)芳烴。兩個烯烴分子之間也可以發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 3.異構(gòu)化反應(yīng) 4.芳構(gòu)化反應(yīng) 烯烴環(huán)化并脫氫生成芳烴。 5.烷基化反應(yīng) 烷烴和烯烴反應(yīng)生成較大的烷烴，或芳烴和烯烴反應(yīng)生成烷基芳烴 6.疊合反應(yīng) 烯烴與烯烴反應(yīng)生成一個更大分子的烯烴。 7.烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng) 指一個芳環(huán)上的烷基取代基轉(zhuǎn)移到另一個芳烴分子上去。 8.歧化反應(yīng) 烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的逆反應(yīng) 低相對分子質(zhì)量的烯烴歧化 9.縮合反應(yīng) 主要是烯烴與烯烴、芳烴與烯烴、烯烴與芳烴之間的碳碳鍵的生成反應(yīng)，生成較大的分子和氫氣。 另一個結(jié)果是生成焦炭。 （三）正碳離子反應(yīng)機理正碳離子：缺少一對價電子的碳所形成的烴離子， 如： RCH2 ＋ 正碳離子來源：由烯烴分子獲得一個氫離子而形成。氫離子來源：酸性催化劑。通過正十六烯的催化裂化反應(yīng)來說明正碳離子學(xué)說。 通過正十六烯的催化裂化反應(yīng)來說明正碳離子學(xué)說。 ①正十六烯從催化劑表面或已生成的正碳離子獲得一個氫離子而生成正碳離子： ②大的正碳離子不穩(wěn)定，容易在β位置上斷裂： ④正碳離子的穩(wěn)定程度依次是叔正碳離子＞仲正碳離子＞伯正碳離子，因此生成的正碳離子趨向于異構(gòu)叔正碳離子。 ⑤正碳離子將氫離子還給催化劑，本身變成烯烴。 二、催化裂化催化劑使用性能的要求對催化裂化催化劑使用性能的要求： ★產(chǎn)品具有較理想的可流化性能和抗磨性能 ★催化裂化催化劑應(yīng)當(dāng)具備較高的活性、穩(wěn)定性和選擇性 ★催化裂化催化劑應(yīng)具有較好的抗金屬污染性能和再生性能。 ★催化裂化催化劑應(yīng)具有比較理想的表面結(jié)構(gòu)。三、催化裂化催化劑的種類、組成和結(jié)構(gòu)工業(yè)上所使用的裂化催化劑雖品種繁多，但歸納起來不外乎三大類：天然白土催化劑無定型合成催化劑分子篩催化劑 （一）催化裂化催化劑的種類 1.天然白土催化劑 工業(yè)催化裂化裝置最初使用的經(jīng)處理的天然白土，其主要活性組分是硅酸鋁。 2.無定型合成催化劑 天然白土被人工合成硅酸鋁所取代。 特點：具有孔徑大小不一的許多微孔，一般平均孔徑為4～7nm，比表面積可達500～700m2/g 。硅酸鋁的催化活性來源于其表面的酸性。（二）無定型合成催化劑硅酸鋁的主要成分是氧化硅和氧化鋁，合成硅酸鋁依鋁含量的不同又分為低鋁（含Al2O310%～13%）和高鋁（含Al2O3約25%）二種。其催化劑按顆粒大小又分為小球狀（直徑在3～6mm）和微球狀（直徑在40～80）。 Al2O3、Si2O3及少量水分是必要的活性組分，而其它組分是在催化劑的制備過程中殘留下來的極少量的雜質(zhì)。合成硅酸鋁是由Na2SiO3和Al2(SO4)3溶液按一定的比例配合而成凝膠，再經(jīng)水洗、過濾、成型、干燥、活化而制成的。（三）分子篩催化劑結(jié)晶性硅酸鋁鹽（分子篩）催化劑分子篩催化劑在催化裂化中的應(yīng)用是催化裂化技術(shù)的重大發(fā)展。與無定型硅酸鋁相比具有的特點：具有更高的選擇性、活性和穩(wěn)定性，比表面600～ 800m2/g。分子篩是一種具有晶格結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽——又稱沸石。重要特點：穩(wěn)定、均一的微孔結(jié)構(gòu)。有大小分子數(shù)級。 分了篩又名結(jié)晶型沸石，是一種具有規(guī)則晶體結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，在它的晶格結(jié)構(gòu)中排列者整齊均勻，大小一定的孔穴，只有小于孔徑的分子才能進入其中，而直徑大于孔徑的分子則無法進入。由于它能像篩子一樣將直徑大小不等的分子分開，因而得名分子篩。催化裂化催化劑主要有四種Y型分子篩： REY;HY;RE-HY; USY型。一般催化裂化催化劑含分子篩為10～35%。 按其組成及晶體結(jié)構(gòu)不同分為A型、X型、Y型及絲光沸石等幾種，目前工業(yè)裂化催化劑中常用的是X型和 Y型沸石，其中用得最多的是Y型沸石。 1.活性組分的作用 分子篩催化劑的活性比無定型硅酸鋁催化劑的高得多，當(dāng)用某些單體烴的裂化速度來比較時，某 些分子篩的催化活性比硅酸鋁高出上萬倍，這樣高的活性，在工業(yè)上無法進行應(yīng)用，目前在工業(yè)上所用的分子篩催化劑中僅含有10％－35％的分子篩，其余的是起稀釋作用的擔(dān)體以及粘結(jié)劑。工業(yè)上廣泛應(yīng)用的擔(dān)體是低鋁硅酸鋁和高鋁硅酸鋁。 2.擔(dān)體的作用擔(dān)體除了起稀釋作用外，還有其他重要作用：擔(dān)體可以容納分子篩中未除去的鈉，從而提高了分子篩的穩(wěn)定性。在再生和反應(yīng)時，擔(dān)體作為一個宏大的熱載體，起到熱量儲存和傳遞的作用。適宜的擔(dān)體可以增強催化劑的機械強度。分子篩的價格較高，使用擔(dān)體可降低催化劑的生產(chǎn)成本。對于重油催化裂化，擔(dān)體可以先使難以進入分子篩的大分子先進行裂化，生成小分子再進入分子篩。 四、催化劑的使用性能 1）物理性質(zhì) A、密度（真實密度、顆粒密度、堆積密度） B、篩分組成和機械強度 C、結(jié)構(gòu)特性（比表面、孔體積、孔徑） 2）使用性能 A、活性 B、選擇性 C、穩(wěn)定性 D、抗金屬污染能力（污染指數(shù)） （一）物理性質(zhì)催化劑的密度真實密度又稱骨架密度：顆粒的質(zhì)量與骨架實體所占體積之比，一般在2~2.4g/cm3。顆粒密度：把微孔體積計算在內(nèi)的單個顆粒的密度，一般在0.9~1.2g/cm3 。堆積密度：催化劑堆積時包括微孔體積和顆粒間的孔隙體積的密度，一般在0.5~0.8g/cm3。 篩分組成和機械強度篩分組成一般要求在20～80μm之間 通常把催化劑粒度分成四個部分：0～20μm，20～ 40μm， 40～80μm，>80μm 適當(dāng)?shù)募毞?<40μm)含量可以改善流化質(zhì)量，降低催化劑損耗及提高再生效率，細粉在粗顆粒之間起了潤滑作用，改善了催化劑流化性能采用“磨損指數(shù)”來評價微球催化劑的機械強度 通常要求微球催化劑磨損指數(shù)≯2 。 孔體積：低鋁催化劑在0.6~0.7mL/g，高鋁的達 0.84mL/g，純的Y型分子篩0.35mL/g，加入硅酸鋁載體的分子篩催化劑為0.65mL/g。比表面積：新鮮分子篩催化劑的比表面積為250m2/g。孔徑：新鮮催化劑的孔徑為0.4~0.8nm，平衡催化劑為0.9~12.5nm，分子篩孔徑較規(guī)則，Y型分子篩孔徑為0.9nm. （二）使用性能 1.活性：指催化劑促進化學(xué)反應(yīng)進行的能力。對無定形硅酸鋁催化劑，采用D+L法，它是以待定催化劑和標準原料在標準裂化條件下進行化學(xué)反應(yīng)，以反應(yīng)所得干點小于204℃的汽油加上蒸餾損失占原料油的重量百分數(shù)，即（D+L）%來表示。 工業(yè)上經(jīng)常采用更為簡便的間接測定方法——KOH指數(shù)法。微反活性法：在微型固定式流化床反應(yīng)器中放置5.0g待測催化劑，采用標準原料(我國規(guī)定用大港235～337℃的輕柴油)，在反應(yīng)溫度為460℃，重量空速為16h-1，劑油比為3.2的反應(yīng)條件下反應(yīng)70s，所得反應(yīng)產(chǎn)物中的(<204℃的汽油+氣體+焦炭)質(zhì)量占總進料量的百分數(shù)即為該催化劑的微反活性(MA) 。微反活性只是一種相對比較的評價指標，它并不能完全反映實際生產(chǎn)的情況 。 催化劑的活性過高有什么不好？（1）催化劑的活性越高，轉(zhuǎn)化率就越高，隨著轉(zhuǎn)化率的提高，汽油的選擇性急劇下降，而生成了大量的氣體和焦炭。（2）大量的氣體將使原設(shè)計的氣壓機、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)以及氣體處理裝置超負荷運行，甚至嚴重破壞平衡操作，損壞設(shè)備。（3）大量的焦炭將增加再生器的焦炭負荷，這樣就會受到主風(fēng)機功率和再生溫度的限制。由于主風(fēng)機的限制，就必須降低進料量，雖然提高了轉(zhuǎn)化率，但降低了汽油的凈產(chǎn)量。 怎樣控制催化劑的活性？控制催化劑活性的過高的最簡單的方法就是降低再生器的燃燒強度，使再生催化劑炭含量增加，再生催化劑炭含量增加會造成以下影響：（1）選擇性降低，生焦率增高，汽油產(chǎn)率下降。（2）如用降低氧含量的方法，則煙氣中CO含量增高，使環(huán)保出現(xiàn)問題。（3）對于某些獨特的催化劑，將大幅度降低其抗金屬污染能力。 2.穩(wěn)定性：指催化劑耐高溫和水蒸氣老化的性能，由水熱處理前后活性比較來評價。既催化劑在使用過程中保持活性的能力。一般高鋁硅酸鋁的穩(wěn)定性優(yōu)于低鋁硅酸鋁，而分子篩催化劑的穩(wěn)定性則更好 REY(三價)分子篩>AE(二價)分子篩>堿(一價)分子篩>H分子篩 3.選擇性 ：表示催化劑增加目的產(chǎn)品和減少副產(chǎn)品的選擇反應(yīng)能力。通常用“汽油產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率”或 “焦炭產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率”來表示 裂化催化劑在受重金屬污染以后，其選擇性會變差 裂化氣中的H2/CH4比值不僅可反映重金屬污染的程度，而且也可反映催化劑選擇性的變化。 分子篩催化劑的選擇性優(yōu)于無定型硅酸鋁 4.抗重金屬污染性能重金屬對催化劑的污染程度用污染指數(shù)表示：污染指數(shù)=0.1（Ｆe + Cu + 14Ni + 4V）式中：Ｆe 、 Cu 、 Ni 、 V 分別為催化劑上鐵、銅、鎳、釩的含量，以10-6表示。 五、催化劑的失活與再生（一）催化劑失活原因結(jié)焦失活 ：催化裂化反應(yīng)生成的焦炭沉積在催化劑的表面，覆蓋催化劑的活性中心，使催化劑的活性和選擇性下降。水熱失活：在高溫下，特別是有水存在的條件下，裂化催化劑的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比表面積減小、孔容減小，分子篩的晶體結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致催化劑的活性和選擇性不斷下降， 過程比較慢。 毒物失活 ：對催化裂化催化劑的毒物主要是某些金屬和堿性氮化物。幾種重金屬中，以鎳、釩的影響最為重要。而且已老化的重金屬的污染作用要比新沉積金屬的作用弱得多。由于結(jié)焦而喪失活性的催化劑，可以再生。由于結(jié)構(gòu)變化和金屬污染的催化劑不能再生。 （二）裂化催化劑的再生通常在離開反應(yīng)器時催化劑上含炭約1％，對于無定型硅鋁酸催化劑，要求再生劑的含炭量降至0.5％以下，對分子篩催化劑則一般要求降至0.2％以下，超穩(wěn)Y分子篩催化劑要求降至0.05％以下。通過再生可以恢復(fù)由于結(jié)焦而喪失的活性，但不能恢復(fù)由于結(jié)構(gòu)變化及金屬污染引起的失活。六、催化裂化催化劑合成（一）全合成催化劑的制備采用基化工原料（硅源和鋁源）通過沉淀反應(yīng)制備催化劑載體，再沉淀分子篩而獲得催化劑的方法，稱為合成法。制備全合成催化劑必須制備硅凝膠和鋁凝膠。 Na2O·mSiO2+H2SO4 mSiO2·H2O+Na2SO4 將酸加到水玻璃溶液中，首先得到硅酸，硅酸立即縮聚生成硅溶膠，硅溶膠再進一步縮聚得到硅凝膠。制備鋁凝膠時，可用氨水加到鋁鹽的水溶液中而制得： AI2（SO4）3+6NH3·H2O 2AI(0H)3+3(NH4)2SO4 全合成型催化裂化催化劑制備流程： （二）半合成催化裂化催化劑制備 采用天然的具有特定晶型結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽物質(zhì)如高嶺土、埃石，加以粘結(jié)劑（鋁溶膠、硅溶膠等），通過高強度的攪拌分散作用，合成制得催化劑載體。 高嶺土作為催化劑的載體，具有再生性能好，焦炭產(chǎn)率低，對金屬污染不敏感，最能發(fā)揮分子篩的選擇性等優(yōu)點。半合成型催化裂化催化劑制備流程示意圖 全高嶺土型催化裂化催化劑制備流程示意圖 全高嶺土分子篩裂化催化劑的特點：活性高，選擇性和穩(wěn)定性好；抗磨和重金屬污染能力強。適用于渣油提升管催化裂化裝置。2ke紅軟基地

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