《催化裂化催化剂》由会员分享，可在线阅读，更多相关《催化裂化催化剂（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 催化剂 分子筛催化剂 一、催化裂化催化剂 的种类、组成和结构 二、裂化催化剂的使 用性能 三、裂化催化剂的失三、裂化催化剂的失 活与再生活与再生 四、分子筛催化剂与四、分子筛催化剂与 无定形硅酸铝催化剂无定形硅酸铝催化剂 比较比较 返回 本章催化剂能改变化学反应 速度而本身不发生化学反 应催化剂只能促进那些从热力 学角度判断可能进行的反应你知道吗？催化剂只能加快反应速度，不能 改变化学反应平衡催化剂提高反应速度，主要 是改变了反应历程，降低了 反应活化能。 自由基途径：210 293kJ/mol 正碳离子途径： 42125kJ/mol 一、催化裂化催化剂的种类、组 成和结构 工业上广泛使用的
2、裂化催化剂可分为两大 类： 无定型硅酸铝：包括天然白土、合成低铝 硅酸铝、合成高铝硅酸铝 结晶型硅铝酸盐：即分子筛催化剂返回 本节（一）无定型硅酸铝催化剂（一）无定型硅酸铝催化剂 硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝，合成硅酸硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝，合成硅酸 铝依铝含量的不同又分为铝依铝含量的不同又分为低铝（含低铝（含 Al2O310%13%Al2O310%13%）和高铝（含）和高铝（含Al2O3Al2O3约约25%25%）二二种。其催化剂按颗粒大小又分为种。其催化剂按颗粒大小又分为小球状（直径在小球状（直径在 36mm36mm）和微球状（直径在）和微球状（直径在40804080）。 A
3、lAl2 2OO3 3、SiSi2 2OO3 3及少量水分是必要的活性组分及少量水分是必要的活性组分，而，而其它组分是在催化剂的制备过程中残留下来的极其它组分是在催化剂的制备过程中残留下来的极 少量的杂质。合成硅酸铝是由少量的杂质。合成硅酸铝是由NaNa2 2SiOSiO3 3和和 AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液按一定的比例配合而成凝胶，再经溶液按一定的比例配合而成凝胶，再经水洗、过滤、成型、干燥、活化而制成的。硅酸水洗、过滤、成型、干燥、活化而制成的。硅酸 铝催化剂的表面具有酸性，并形成许多酸性中心铝催化剂的表面具有酸性，并形成许多酸性中心 ，催化剂的活性就来源于这些酸性中
4、心催化剂的活性就来源于这些酸性中心，即催化，即催化 剂的活性中心。剂的活性中心。（二）结晶型硅酸铝盐（分子筛）（二）结晶型硅酸铝盐（分子筛） 催化剂催化剂 分子筛又称为泡沸石，按其组成及晶体结构不同分子筛又称为泡沸石，按其组成及晶体结构不同 分为分为A A型、型、X X型、型、Y Y型及丝光沸石等几种，目前工型及丝光沸石等几种，目前工 业裂化催化剂中常用的是业裂化催化剂中常用的是X X型和型和Y Y型沸石，其中用型沸石，其中用 得最多的是得最多的是Y Y型沸石。型沸石。X型和Y型沸石具有相同的晶体结构，每个单元晶胞由八个削角八面体组成由于削角八面体的连接方式不同，可形成不同的分子筛。人工合成的
5、分子筛是含有钠离 子的分子筛，它没有催化活性， 钠离子可以用离子交换的方式与 其他阳离子置换 n在工业上所用的分子筛催化 剂中含有1035%的分子筛，其余的是起稀释作用的担体你知道吗？工业上应用的担体有天然活性白 土、合成低铝硅酸铝和合成高铝 硅酸铝担体的作用 起稀释作用 担体可以容纳分子筛中未除去的Na+ 适当的担体可以增强催化剂的耐磨程度 起着储存和传递热量的作用 分子筛的价格高，采用担体可以降低催化剂的成本 在重油催化裂化中，担体可以起到预裂化的作用 二、裂化催化剂的使用性能 1密度 2活性（activity) 3稳定性 (stability) 4选择性 (selectivity)sel
6、ectivity) 5筛分组成和机械强度返回 本节1密度n真实密度：一般为22.2g/cm3 n颗粒密度：一般是0.91.2g/cm3 n堆积密度：一般为0.50.8g/cm3 松动状态 沉降状态 密实状态n催化剂的堆积密度常用来计算催化剂的体积和重量，而催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有影响2活性（activity)2活性（activity) 活性是指催化剂促进化学反应进行的能力。活性是指催化剂促进化学反应进行的能力。 对无定形硅酸铝催化剂，采用对无定形硅酸铝催化剂，采用D+LD+L法法，它是以待定催化剂和，它是以待定催化剂和 标准原料在标准裂化条件下进行化学反应，以反应所得干点标准原料在
7、标准裂化条件下进行化学反应，以反应所得干点 小于小于204204的汽油加上蒸馏损失占原料油的重量百分数，即的汽油加上蒸馏损失占原料油的重量百分数，即 （D+LD+L）%来表示。来表示。 工业上经常采用更为简便的间接测定方法工业上经常采用更为简便的间接测定方法KOHKOH指数法指数法。 微反活性法微反活性法：在微型固定式流化床反应器中放置5.0g待测催 化剂，采用标准原料(我国规定用大港235337的轻柴油) ，在反应温度为460，重量空速为16h-1，剂油比为3.2的 反应条件下反应70s，所得反应产物中的(AE(二价)分子筛碱(一价)分子筛H分子筛4选择性 (selectivity)sele
8、ctivity)qq表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应能力q“汽油产率/转化率”或“焦炭产率/转化率”来表示 q裂化催化剂在受重金属污染以后，其选择性会变差 qq裂化气中的裂化气中的H H2 2/CH/CH4 4比值不仅可反映重金属污染的程度，而比值不仅可反映重金属污染的程度，而且也可反映催化剂选择性的变化。且也可反映催化剂选择性的变化。 q分子筛催化剂的选择性优于无定型硅酸铝5筛分组成和机械强度q筛分组成一般要求在2080m之间 q通常把催化剂粒度分成四个部分：020m，20 40m, 4080m，80m q适当的细粉(40m)含量可
9、以改善流化质量，降低 催化剂损耗及提高再生效率，细粉在粗颗粒之间 起了润滑作用，改善了催化剂流化性能 q采用“磨损指数”来评价微球催化剂的机械强度 q通常要求微球催化剂磨损指数2 6、抗重金属污染性能抗重金属污染性能 重金属对催化剂的污染程度用污染指数表示：重金属对催化剂的污染程度用污染指数表示： 污染指数污染指数=0.1=0.1（e + Cu + 14Ni + 4Ve + Cu + 14Ni + 4V） 式中：式中：e e 、 Cu Cu 、 Ni Ni 、 V V 分别为催化剂上铁、分别为催化剂上铁、 铜、镍、钒的含量，以表示。铜、镍、钒的含量，以表示。 三、裂化催化剂的失活与再生三、裂化
10、催化剂的失活与再生 （一）裂化催化剂失活的原因（一）裂化催化剂失活的原因 （二）裂化催化剂的再生（二）裂化催化剂的再生返回 本节（一）裂化催化剂失活的原因（一）裂化催化剂失活的原因 在反应在反应再生过程中，裂化催化剂的活性再生过程中，裂化催化剂的活性 和选择性不断下降，此现象称为催化剂的和选择性不断下降，此现象称为催化剂的 失活。失活。催化剂失 活的原因高温或与高温水高温或与高温水 蒸气的作用蒸气的作用 裂化反应生焦裂化反应生焦毒物的毒害毒物的毒害催化剂失活的原因 1水热失活 ：在高温，特别是有水蒸气存在的条件下，裂化催化剂的表面结构发生变化，比表 面积减小、孔容减小，分子筛的晶体结构破坏，
11、导致催化剂的活性和选择性下降。 2结焦失活：催化裂化反应生成的焦炭沉积在催化剂的表面上，覆盖催化剂上的活性中心，使催 化剂的活性和选择性下降。 3毒物引起的失活 ：裂化催化剂的毒物主要是某些金属（铁、镍、铜、钒等重金属及钠）和碱 性氮化合物。（二）裂化催化剂的再生（二）裂化催化剂的再生 催化剂失活后，可以通过再生而恢复催化剂失活后，可以通过再生而恢复 由于结焦而丧失的活性，但不能恢复由于结焦而丧失的活性，但不能恢复 由于结构变化及金属污染引起的失活由于结构变化及金属污染引起的失活 。 催化剂再生反应就是用空气中的氧烧催化剂再生反应就是用空气中的氧烧 去沉积的焦炭。再生反应的产物是去沉积的焦炭。
12、再生反应的产物是 COCO2 2、COCO和和H H2 2OO。 C：1.0%C：0.1 0.05%1再生反应和再生反应热q再生反应的热效应与焦炭的组成(H/C)及再生烟气中的CO2/CO比值有关 ，一般CO2/CO=1.11.3 q再生反应是强放热反应，热效应相当大，足以提供本装置热平衡所需要的热量 q通常在计算再生热时，是根据元素碳和元素氢的燃烧发热值并结合焦炭的H/C以及烟气中的CO2/CO来计算再生反应热，此计算值为再生反应的总热效应 元素氢和元素碳的燃烧热如下：这种计算方法实际上是把焦炭看成是碳和氢的混合物，实际计算中还须从总热效应中扣除某一个数值以对燃烧热作出修正 常见的修正方法如
13、ESSO法(焦炭脱附热的数值为总热效应的11.5%)、PACE法(从总热效应中扣除510%的水脱附热)等四、分子筛催化剂与无定形硅酸铝四、分子筛催化剂与无定形硅酸铝 催化剂比较催化剂比较 分子筛催化剂与无定形硅酸铝催化剂的性能比较性能性能 催催 化化剂剂分子分子筛筛催化催化剂剂无定形硅酸无定形硅酸铝铝活性活性 所需反所需反应时间应时间 选择选择 性性 对热稳对热稳 定性定性 再生温度再生温度 氢转氢转 移反移反应应活性活性 抗重金属抗重金属稳稳定性定性 对对再生催化再生催化剂剂含含 炭量的要求炭量的要求裂解和异构活性裂解和异构活性 高高 短（短（约约1 14 4秒）秒） 好（焦炭好（焦炭产产率低率低 ） 好好 高（高（约约700700） 很高很高 较较强强 不大于不大于0.2%0.2%低低 长长 差（焦炭差（焦炭产产率高率高 ） 较较差差 较较低（低（约约600600 ） 较较低低 较较弱弱 可在可在0.5%0.5%左右左右返回 本节
