【大學(xué)】煉油催化劑基礎(chǔ)

催化原理編輯ppt教材參考書：陳茂濤編著《催化作用原理》

吳越編著《催化化學(xué)》

黃仲濤主編《工業(yè)催化》

李岳君主編《煉油催化劑生產(chǎn)技術(shù)》

張?jiān)屏贾骶帯豆I(yè)催化劑制造與應(yīng)用》

林西平主編《石油化工催化概論》

編輯ppt課程主要內(nèi)容催化劑與催化作用基礎(chǔ)工業(yè)催化劑使用及表征石油煉制催化劑固體催化劑的生產(chǎn)技術(shù)編輯ppt第一章催化劑與催化作用基礎(chǔ)知識(shí)催化作用的基本概念1催化劑的主要性質(zhì)2固體催化劑的組成3催化體系和催化劑的分類4編輯ppt本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)內(nèi)容：催化劑的基本含義；催化劑的主要性能；催化劑的主要組成；催化反應(yīng)及催化劑的分類難點(diǎn)內(nèi)容：催化劑的主要性能；多相催化反應(yīng)的歷程；造成催化劑失活的原因。編輯ppt催化劑和催化作用的定義催化劑是一種能夠改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度，卻不改變化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)平衡位置，本身在化學(xué)反應(yīng)中不被明顯地消耗的化學(xué)物質(zhì)。催化劑是一種可以改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)速度物質(zhì)。催化作用是指催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的效應(yīng)。編輯ppt催化作用的特征一、催化劑只加速熱力學(xué)可行的反應(yīng)，不能改變化學(xué)平衡二、催化劑使正反應(yīng)速率常數(shù)和逆反應(yīng)速率常數(shù)以相同倍數(shù)增加三、催化作用通過改變反應(yīng)歷程而改變反應(yīng)速度四、催化劑對(duì)加速化學(xué)反應(yīng)具有選擇性五、催化劑用量少且不消耗，參加反應(yīng)后催化劑會(huì)有變化，但變化很微小六、化學(xué)方程式與催化劑量無關(guān)，反應(yīng)速度與催化劑量成正比七、催化劑是物體形式的物質(zhì)編輯ppt催化作用不能改變化學(xué)平衡催化劑催化劑在反應(yīng)體系中含量達(dá)到平衡時(shí)的體積增量SO20.028.19SO20.0638.34SO20.0798.20ZnSO42.78.13HCl0.158.15草酸0.528.27磷酸0.548.10平均8.19表1-1在不同催化劑存在下三聚乙醛解聚的平衡濃度編輯ppt催化劑使正反應(yīng)速率常數(shù)和逆反應(yīng)速率常數(shù)以相同倍數(shù)增加

關(guān)于可逆反應(yīng)根據(jù)微觀可逆原理，假如一個(gè)催化反應(yīng)是可逆的，則一個(gè)加速正反應(yīng)速率的催化劑也應(yīng)加速逆反應(yīng)速率，以保持K平不變（K平＝K正/K逆）。也就是說：同樣一個(gè)能加速正反應(yīng)速率控制步驟的催化劑也應(yīng)該能加速逆反應(yīng)速率。編輯ppt第一，對(duì)某一催化反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)和進(jìn)行逆反應(yīng)的操作條件（溫度、壓力、進(jìn)料組成）往往會(huì)有很大差別，這對(duì)催化劑可能會(huì)產(chǎn)生一些影響。第二，對(duì)正反應(yīng)或逆反應(yīng)在進(jìn)行中所引起的副反應(yīng)也是值得注意的，因?yàn)檫@些副反應(yīng)會(huì)引起催化劑性能變化。問題1：實(shí)際工業(yè)上催化正反應(yīng)、逆反應(yīng)時(shí)為什么往往選用不同的催化劑？編輯ppt催化作用改變反應(yīng)歷程而改變反應(yīng)速度反應(yīng)難以進(jìn)行使合成氨實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)催化反應(yīng)速率比非催化反應(yīng)速率約高1060倍

編輯ppt催化劑改變反應(yīng)歷程意味著1、催化劑參與反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)2、通過反應(yīng)歷程改變使化學(xué)反應(yīng)的所需克服的能壘數(shù)值大大減少。結(jié)果：催化反應(yīng)相對(duì)常規(guī)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件溫和得多，甚至常規(guī)條件下難以發(fā)生的反應(yīng)，在催化劑參與下實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。編輯ppt催化劑對(duì)加速化學(xué)反應(yīng)具有選擇性表1-2催化劑對(duì)可能進(jìn)行的特定反應(yīng)的選擇催化作用反應(yīng)物催化劑及反應(yīng)條件產(chǎn)物CO+H2Rh/Pt/SiO2，573K，7×105Pa乙醇Cu-Zn-O,Zn-Cr-O,573K,1.0133×107～2.0266×107Pa甲醇Rh絡(luò)合物,473～573K,5.0665×107～3.0399×108Pa乙二醇Cu,Zn,493K,3×106Pa二甲醚Ni,473～573K,1.0133×105Pa甲烷Co,Ni,473K,1.0133×105Pa合成汽油編輯ppt催化劑對(duì)加速化學(xué)反應(yīng)具有選擇性熱反應(yīng)時(shí)生成CO2比生成甲醛的能壘小很多甲醇氧化反應(yīng)的不同能壘變化示意圖催化反應(yīng)時(shí)，生成CO和CO2的能壘明顯高于生成甲醛的能壘產(chǎn)物具有選擇性的主要原因仍然是由于催化劑可以顯著降低主反應(yīng)的活化能，而副反應(yīng)活化能的降低則不明顯CH3OH+O2=CO2+2H2OCH3OH+O2=HCHO+2H2O編輯ppt催化劑選擇性理解1、不同催化劑對(duì)特定的反應(yīng)體系有選擇性（機(jī)理選擇性）2、催化劑因催化劑結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致選擇性（擴(kuò)散選擇性）。問題2：催化劑的選擇性在工業(yè)上有何意義？編輯ppt催化劑的主要性質(zhì)活性選擇性穩(wěn)定性與壽命比表面和孔結(jié)構(gòu)顆粒形狀與大小機(jī)械性質(zhì)編輯ppt活性3轉(zhuǎn)化率表示法CA%=反應(yīng)物A轉(zhuǎn)化掉的量/流經(jīng)催化床層進(jìn)料中反應(yīng)物A的總量×100%1反應(yīng)速率表示法2反應(yīng)速度常數(shù)表示法要求反應(yīng)溫度、壓力及原料氣組成相同只要求反應(yīng)溫度相同，不要求反應(yīng)物濃度和催化劑用量相同

要求反應(yīng)條件(溫度、壓力、接觸時(shí)間、原料氣濃度)相同編輯ppt活性催化活性在理論研究中經(jīng)常采用：轉(zhuǎn)換頻率（Turnoverfrequency）指單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)催化活性中心上發(fā)生反應(yīng)的次數(shù)。作為真正催化活性的一個(gè)基本度量。方便起見，工業(yè)上常用一個(gè)與反應(yīng)速率相近的時(shí)空收率來表示活性

時(shí)空收率：有平均反應(yīng)速率的涵義，它表示每小時(shí)每升或每kg催化劑所得到的產(chǎn)物量。用它表示活性時(shí)除要求溫度、壓力、原料氣組成相同外，還要求接觸時(shí)間(空速)相同。編輯ppt催化劑的選擇性

選擇性（S%）選擇性因素（選擇度）編輯ppt穩(wěn)定性與壽命化學(xué)穩(wěn)定性：在使用過程中保持其穩(wěn)定的化學(xué)組成和化合狀態(tài)，活性組分和助催化劑不產(chǎn)生揮發(fā)、流失或其他化學(xué)變化。

耐熱穩(wěn)定性：催化劑在反應(yīng)和再生條件下，在一定溫度變化范圍內(nèi)，不因受熱而破壞其物理一化學(xué)狀態(tài)，產(chǎn)生燒結(jié)、微晶長大和晶相變化?？苟痉€(wěn)定性：催化劑不因在反應(yīng)過程中吸附原料中雜質(zhì)或毒性副產(chǎn)物而中毒失活，這種對(duì)有毒雜質(zhì)毒物的抵抗能力越強(qiáng)，抗毒穩(wěn)定性就越好。

機(jī)械穩(wěn)定性：具有抗摩擦、沖擊、重壓及溫度驟變等引起的種種應(yīng)，使催化劑不產(chǎn)生粉碎破裂、不導(dǎo)致反應(yīng)床層阻力升高或堵塞管道，使反應(yīng)過程能夠平穩(wěn)進(jìn)行。編輯ppt比表面和孔結(jié)構(gòu)比表面：催化劑的表面積是外表面積和內(nèi)表面積兩部分的和。催化劑的比表面是指單位重量催化劑所具有的表面積，常以符號(hào)Sg表示，單位m2/g?？捉Y(jié)構(gòu)：固體催化劑是多孔性的。孔的結(jié)構(gòu)不僅影響催化劑的活性、選擇，而且還能影響催化劑的機(jī)械強(qiáng)度、壽命及耐熱性等。與孔結(jié)構(gòu)有關(guān)的物理性能有密度、孔容、平均孔半徑及孔隙分布等參數(shù)。編輯ppt密度：催化劑的密度是指單位體積內(nèi)含有的催化劑的質(zhì)量（或重量），常以符號(hào)ρ表示，單位是g/mL。密度常分為堆積密度、顆粒密度以及真密度

編輯ppt比孔容：單位重量催化劑顆粒內(nèi)部的真正孔體積的總叫和比孔容。常以符合Vg表示，單位是mL/g。平均孔半徑：在固體催化劑中孔的大小、形狀和孔的長度是不均勻的。如果我們采用簡化的模型，把所有的孔看成是圓柱形的孔，則可用平均孔半徑r來描述孔的平均大小。式中V孔——顆粒內(nèi)部的孔所占的體積；M——催化劑的質(zhì)量（或重量）。編輯ppt孔隙分布在估計(jì)孔結(jié)構(gòu)對(duì)催化劑活性的影響時(shí)，只知道孔的總體積和平均孔半徑是不夠的，還應(yīng)知道孔徑的分布情況，即孔體積隨孔徑大小變化而變化的情況，或者說，在總的孔體積中，各類大小的孔所占的比例為多少。這就是所謂的孔隙分布。編輯ppt顆粒形狀與大小

催化劑的顆粒度要適當(dāng)，一般用于填充床的各種形狀催化劑的顆粒直徑為：球形1～20mm丸片形2～10mm無規(guī)則顆粒8～14目至2～4目（相當(dāng)于1.17～9.5mm）用于流化床的催化劑的顆粒通常在20～30um之間，一般小于100um。在流化床中，若顆粒過細(xì)，則難以防止細(xì)的催化劑粉末夾帶出旋風(fēng)分離器；若顆粒過于粗，則流化性不好，并有可能擴(kuò)散控制。編輯ppt機(jī)械性質(zhì)催化劑的機(jī)械性質(zhì)（例如磨損率、壓碎強(qiáng)度）和熱性質(zhì)（例如熱導(dǎo)率、抗熱沖擊性能）是其工程性能的一個(gè)重要方面，催化劑在使用前要經(jīng)過運(yùn)輸過程和裝料過程。有的催化劑在使用過程中要經(jīng)受非常高的溫度和劇烈的溫度變化，有的在高溫和一定的氣氛下再生，這些都要求催化劑具備相應(yīng)的機(jī)械性質(zhì)和熱性質(zhì)。編輯ppt對(duì)工業(yè)催化劑的要求工業(yè)催化劑是指具有工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際意義，可以用于大規(guī)模生產(chǎn)過程的催化劑。一種好的工業(yè)催化劑應(yīng)具有適宜的活性、高選擇性和長壽命。工業(yè)催化劑的活性、選擇性和壽命除決定于催化劑的組成結(jié)構(gòu)外，與操作條件也有很大關(guān)系。這些條件包括原料的純度、生產(chǎn)負(fù)荷、操作溫度和壓力等。因此，在選擇或研制催化劑時(shí)要充分考慮到操作條件的影響，并選擇適宜的配套裝置和工藝流程。此外，催化劑的價(jià)格也是要考慮的。編輯ppt固體催化劑的組成固體催化劑主催化劑共催化劑助催化劑載體結(jié)構(gòu)型助催化劑調(diào)變型助催化劑擴(kuò)散型助催化劑毒化型助催化劑又稱活性組分催化劑的主要成分同時(shí)起催化作用，缺一不可編輯ppt主催化劑

主催化劑又稱為活性組分，它是多組元催化劑中的主體，是必須具備的組分，沒有它就缺乏所需要的催化作用。例如，加氫常用的Ni/A12O3催化劑，其中Ni為主催化劑，沒有Ni就不能進(jìn)行加氫反應(yīng)。有些主催化劑是由幾種物質(zhì)組成，但其功能有所不同，缺少其中之一就不能完成所要進(jìn)行的催化反應(yīng)。如重整反應(yīng)所使用的Pt/Al2O3催化劑，Pt和Al2O3均為主催化劑，缺少其中任一組分都不能進(jìn)行重整反應(yīng)。這種多活性組分使催化劑具有多種催化功能，所以又稱為雙功能(多功能)催化劑。

編輯ppt共催化劑

共催化劑是和主催化劑同時(shí)起催化作用的物質(zhì)，二者缺一不可。例如，丙烯氨氧化反應(yīng)所用的MoO3和Bi2O3兩種組分，兩者單獨(dú)使用時(shí)活性很低。但二者組成共催化劑時(shí)表現(xiàn)出很高的催化活性，所以二者互為共催化劑。編輯ppt助催化劑

助催化劑是加到催化劑中的少量物質(zhì)，這種物質(zhì)本身沒有活性或者活性很小，甚至可以忽略，但卻能顯著地改善催化劑效能，包括催化劑活性、選擇性及穩(wěn)定性等。1.結(jié)構(gòu)型助催化劑結(jié)構(gòu)型助催化劑能增加催化劑活性組分微晶的穩(wěn)定性，延長催化劑的壽命。通常工業(yè)催化劑都在較高反應(yīng)溫度下使用，本來不穩(wěn)定的微晶，此時(shí)很容易被燒結(jié)，導(dǎo)致催化劑活性降低。結(jié)構(gòu)型助催化劑的加入能阻止或減緩微晶的增長速度，從而延長催化劑的使用壽命。

編輯ppt助催化劑2.調(diào)變型助催化劑調(diào)變型助催化劑又稱電子型助催化劑。它與結(jié)構(gòu)型助催化劑不同，結(jié)構(gòu)型助催化劑通常不影響活性組分的本性，而調(diào)變型助催化劑能改變催化劑活性組分的本性，包括結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性。3.擴(kuò)散型助催化劑擴(kuò)散型助催化劑可以改善催化劑的孔結(jié)構(gòu)，改變催化劑的擴(kuò)散性能。這類助催化劑多為礦物油、淀粉和有機(jī)高分子等物質(zhì)。制備催化劑時(shí)加入這些物質(zhì)，在催化劑干燥焙燒過程中，它們被分解和氧化為CO2和H2O逸出，留下許多孔隙。因此，也稱這些物質(zhì)為致孔劑。

編輯ppt助催化劑4.毒化型助催化劑毒化型助催化劑可以毒化催化劑中一些有害的活性中心，消除有害活性中心所造成的一些副反應(yīng)，留下目的反應(yīng)所需的活性中心，從而提高催化劑的選擇性和壽命。例如，通常使用酸催化劑，為防止積碳反應(yīng)發(fā)生，可以加入少量堿性物質(zhì)，毒化引起積碳副反應(yīng)的強(qiáng)酸中心。這種堿性物質(zhì)即為毒化型助催化劑。編輯ppt載體助催化作用傳熱和稀釋作用支撐作用穩(wěn)定化作用分散作用載體編輯ppt載體(1)分散作用多相催化是一種界面現(xiàn)象，因此要求催化劑的活性組分具有足夠的表面積，這就需要提高活性組分的分散度，使其處于微米級(jí)或原子級(jí)的分散狀態(tài)。載體可以分散活性組分為很小粒子，并保持其穩(wěn)定性。(2)穩(wěn)定化作用除結(jié)構(gòu)型助催化劑可以穩(wěn)定催化劑活性組分微晶外，載體也可以起到這種作用，可以防止活性組分的微晶發(fā)生半熔或再結(jié)晶。載體能把微晶阻隔開，防止微晶在高溫條件下遷移。編輯ppt載體(3)支撐作用載體可賦予固體催化劑一定的形狀和大小，使之符合工業(yè)反應(yīng)對(duì)其流體力學(xué)條件的要求。載體還可以使催化劑具有一定機(jī)械強(qiáng)度，在使用過程中使之不破碎或粉化，以避免催化劑床層阻力增大，從而使流體分布均勻，保持下藝操作條件穩(wěn)定。(4)傳熱和稀釋作用對(duì)于強(qiáng)放熱或強(qiáng)吸熱反應(yīng)，通過選用導(dǎo)熱性好的載體，可以及時(shí)移走反應(yīng)熱量，防止催化劑表面溫度過高。對(duì)于高活性的活性組分，加入適量載體可起稀釋作用，降低單位容積催化劑的活性，以保證熱平衡。載體的這兩種作用都可以使催化劑床層反應(yīng)溫度恒定，同時(shí)也可以提高活性組分的熱穩(wěn)定性。編輯ppt載體

(5)助催化作用載體除上述物理作用外，還有化學(xué)作用。載體和活性組分或助催化劑產(chǎn)生化學(xué)作用會(huì)導(dǎo)致催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性的變化。在高分散負(fù)載型催化劑中氧化物載體可對(duì)金屬原子或離子活性組分發(fā)生強(qiáng)相互作用或誘導(dǎo)效應(yīng)，這將起到助催化作用。載體的酸堿性質(zhì)還可與金屬活性組分產(chǎn)生多功能催化作用，使載體也成為活性組分的一部分，組成雙功能催化劑。編輯ppt催化體系的分類——催化反應(yīng)分類酶催化反應(yīng)同時(shí)具有均相和非均相反應(yīng)的性質(zhì)。非均相催化反應(yīng)是指反應(yīng)物和催化劑居于不同相態(tài)的反應(yīng)。均相催化反應(yīng)是指反應(yīng)物和催化劑居于同一相態(tài)中的反應(yīng)。1.按催化反應(yīng)系統(tǒng)物相的均一性進(jìn)行分類均相催化反應(yīng)酶催化反應(yīng)非均相（又稱多相）催化反應(yīng)編輯ppt催化反應(yīng)分類

2.按反應(yīng)類型進(jìn)行分類

編輯ppt催化反應(yīng)分類3.按反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分類

酸堿型催化反應(yīng)

酸堿型催化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理可認(rèn)為是催化劑與反應(yīng)物分子之間通過電子對(duì)的授受而配位，或者發(fā)生強(qiáng)烈極化，形成離子型活性中間物種進(jìn)行的催化反應(yīng)。氧化還原型催化反應(yīng)

氧化還原型催化反應(yīng)機(jī)理可認(rèn)為是催化劑與反應(yīng)物分子間通過單個(gè)電子轉(zhuǎn)移，形成活性中間物種進(jìn)行催化反應(yīng)。編輯ppt催化體系的分類——催化劑分類1.按元素周期律分類元素周期律把元素分為主族元素(Ａ)和副族元素(Ｂ)。用做催化劑的主族元素多以化合物形式存在。主族元素的氧化物、氫氧化物、鹵化物、含氧酸及氫化物等由于在反應(yīng)中容易形成離子鍵，主要用做酸堿型催化劑。但是，第Ⅳ～Ⅵ主族的部分元素，如銦、錫、銻和鉍等氧化物也常用做氧化還原型催化劑。而副族元素?zé)o論是金屬單質(zhì)還是化合物，由于在反應(yīng)中容易得失電子，主要用做氧化還原型催化劑。特別是第Ⅷ過渡族金屬元素和它的化合物是最主要的金屬催化劑、金屬氧化物催化劑和絡(luò)合物催化劑。但是副族元素的一些氧化物、鹵化物和鹽類也可用做酸堿型催化劑，如Cr2O3，NiSO4，ZnCl2和FeCl3等。編輯ppt催化劑分類2.按固體催化劑的導(dǎo)電性及化學(xué)形態(tài)分類類別化學(xué)形態(tài)催化劑舉例催化反應(yīng)舉例導(dǎo)體過渡金屬Fe,Ni,Pd,Pt,Cu加氫，脫氫，氧化，氫解半導(dǎo)體氧化物或硫化物V2O5,Cr2O3,MoS2,NiO,ZnO,Bi2O3氧化，脫氫，加氫，氨氧化絕緣體氧化物鹽Al2O3,TiO2,Na2O,MgO,分子篩NiSO4,FeCl3,分子篩,AlPO4脫水，異構(gòu)化，聚合，烷基化，脂化，裂解編輯ppt煉油催化劑的分類煉油工業(yè)中所見的催化劑幾乎都是固體催化劑。它們主要有如下四類：催化裂化催化劑此類催化劑主要用于重柴油裂解、以生產(chǎn)液化氣、汽油、煤油、輕柴油及氣體烯烴。催化重整催化劑此類催化劑主要用于汽油餾分重整、以生產(chǎn)芳烴、高辛烷值汽油和氫氣。編輯ppt煉油催化劑的分類加氫精制催化劑加氫精制催化劑在煉油工業(yè)中應(yīng)用比較多，如：重整原料的預(yù)精制，以除去砷、硫化物、氮化物，防止催化劑中毒；對(duì)含硫量高的原油之直餾餾分（汽油、煤油、柴油、燃料油）進(jìn)行加氫精制，減少環(huán)境污染；對(duì)含硫、氮及含金屬高的催化裂化和加氫裂化原料油進(jìn)行加氫精制，防止催化劑中毒；對(duì)二次熱加工產(chǎn)品進(jìn)行加氫精制，如延遲焦化和熱裂化汽、柴油的加氫精制，使烯烴飽和的同時(shí)，除去硫、氮、氧，改善油品安全性；對(duì)各種潤滑油的加氫精制等等。編輯ppt煉油催化劑的分類加氫裂化催化劑加氫裂化催化劑在煉油工業(yè)中主要用于：（1）生產(chǎn)液態(tài)烴或加氫汽油的加氫裂化（2）深度加工如焦化蠟油、催化裂化循環(huán)油、脫瀝青油的加氫裂化；（3）直餾減壓重柴油的加氫裂化；（4）減壓重柴油選擇性的加氫裂化。編輯ppt催化劑的表示方法通常：1、用“/”

來區(qū)分載體與活性組分如：Ru/Al2O3，Pt/Al2O3，Pd/SiO2,Au/C2、用“-”來區(qū)分各活性組分及助劑

Pt-Sn/Al2O3，F(xiàn)e-AL2O3-K2O編輯ppt

多相催化反應(yīng)的歷程——主要步驟編輯ppt多相催化反應(yīng)中的物理過程外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散外擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散反應(yīng)物分子從顆粒外表面擴(kuò)散進(jìn)入到顆?？紫秲?nèi)部，或者產(chǎn)物分子從孔隙內(nèi)部擴(kuò)散到顆粒外表面的過程，稱為內(nèi)擴(kuò)散過程。反應(yīng)物分子從流體體相通過附在氣、固邊界層的靜止氣膜（或液膜）達(dá)到顆粒外表面，或者產(chǎn)物分子從顆粒外表面通過靜止層進(jìn)入流體體相的過程，稱為外擴(kuò)散過程。編輯ppt多相催化反應(yīng)中的物理過程外擴(kuò)散阻力：氣固（或液固）邊界的靜止層消除方法：提高空速內(nèi)擴(kuò)散阻力：催化劑顆粒空隙內(nèi)徑和長度消除方法：減小催化劑顆粒大小，增大催化劑空隙直徑為充分發(fā)揮催化劑作用，應(yīng)盡量消除擴(kuò)散過程的影響編輯ppt多相催化反應(yīng)的化學(xué)過程4321反應(yīng)物化學(xué)吸附生成活性中間物活性中間物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物吸附的產(chǎn)物經(jīng)過脫附得到產(chǎn)物催化劑得以復(fù)原編輯ppt多相催化反應(yīng)的化學(xué)過程活性中間物種的形成活性中間體吸附作用編輯ppt多相催化反應(yīng)的化學(xué)過程催化循環(huán)的建立4321反應(yīng)物化學(xué)吸附生成活性中間物活性中間物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物吸附的產(chǎn)物經(jīng)過脫附得到產(chǎn)物催化劑得以復(fù)原吸附不能太強(qiáng)吸附不能太弱催化劑始態(tài)終態(tài)不改變：存在催化循環(huán)編輯ppt多相催化反應(yīng)的控制步驟化學(xué)反應(yīng)控制催化反應(yīng)若為動(dòng)力學(xué)控制時(shí)，從改善催化劑組成和微觀結(jié)構(gòu)入手，可以有效地提高催化效率。動(dòng)力學(xué)控制對(duì)反應(yīng)操作條件也十分敏感。特別是反應(yīng)溫度和壓力對(duì)催化反應(yīng)的影響比對(duì)擴(kuò)散過程的影響大的多。擴(kuò)散控制當(dāng)催化反應(yīng)為擴(kuò)散控制時(shí)，催化劑的活性無法充分顯示出來，既使改變催化劑的組成和微觀結(jié)構(gòu)，也難以改變催化過程的效率。只有改變操作條件或改善催化劑的顆粒大小和微孔構(gòu)造，才能提高催化效率?？刂撇襟E編輯ppt催化劑的失活再生

工業(yè)使用的催化劑隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長，催化劑的活性會(huì)逐漸降低，或者完全失去活性，這種現(xiàn)象叫做催化劑失活。導(dǎo)致催化劑失活的原因較多，歸納起來有以下幾種，即催化劑中毒、催化劑積碳與燒結(jié)。編輯ppt催化劑的失活一、結(jié)焦催化劑表面上含碳沉積物稱為結(jié)焦。不管哪種類型催化劑在催化烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)，都會(huì)由于積碳生成而覆蓋催化劑的表面，或堵塞催化劑的孔道，導(dǎo)致催化劑失活。1.酸催化劑的積碳結(jié)焦在固體酸(如硅酸鋁、沸石分子篩)催化劑和雙功能催化劑的酸性載體上的酸中心都可導(dǎo)致積碳。生成積碳的程度與酸性有直接關(guān)系。在微孔中積碳以兩種形式存在，一種(大多數(shù))是以類似于石墨的無規(guī)則結(jié)構(gòu)存在，其C/H比為0.4~0.5。另一種是以雜亂的多棱角環(huán)大分子存在。酸性積碳來源于芳烴和烯烴，它們有時(shí)存在于原料中，有時(shí)是反應(yīng)過程生成的中間物種，這些分子很容易在酸中心上形成正碳離子，進(jìn)而與烯烴聚合或者裂解脫氫，生成積碳聚集體。

編輯ppt催化劑的失活2.金屬、金屬氧化物(硫化物)催化劑的積碳結(jié)焦在具有脫氫功能的金屬、金屬氧化物催化劑上，烴類會(huì)逐步脫氫，導(dǎo)致生成碳，其結(jié)焦形式與酸催化劑結(jié)焦形式不同。為了抑制金屬一酸多功能催化劑的積碳，可采用臨氫操作，或采用少量的硫進(jìn)行預(yù)硫化處理金屬，使氫解部位中毒，從而減少積碳生成。最為有效的是采用雙金屬來調(diào)節(jié)金屬催化劑的晶面結(jié)構(gòu)，減少有利于積碳的晶面結(jié)構(gòu)，從而降低積碳生成速率。

編輯ppt催化劑的失活二、金屬污染原油和從煤液化而得到的液體產(chǎn)物中，含有以卟啉形式存在的金屬雜質(zhì)，主要的金屬雜質(zhì)是釩、鎳、鐵，含量從幾十ppm到幾百ppm.

當(dāng)加工石油時(shí)，這些有機(jī)金屬化合物吸附于催化劑表面，接著分解成高度分散的金屬，它封閉了催化劑的表面部位和孔，使其活性下降。編輯ppt催化劑的失活三、催化劑中毒催化劑中毒是指催化劑在微量毒物作用下喪失活性和選擇性。催化劑中毒會(huì)大大地縮短其使用壽命，這是工業(yè)生產(chǎn)所不希望的。毒物通常是反應(yīng)原料包含的雜質(zhì)，或者催化劑本身的某些雜質(zhì)在反應(yīng)條件下與活性組分作用而使催化劑失去活性，反應(yīng)產(chǎn)物或副產(chǎn)物及中間物種也可能引起催化劑的中毒。毒物與催化劑和催化反應(yīng)體系存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此不同類型催化劑，毒物也不一樣。編輯ppt催化劑的失活

1.催化劑毒物分類

(1)按照毒物作用的強(qiáng)弱可分為強(qiáng)毒物、中強(qiáng)毒物和弱毒物。一般毒物強(qiáng)度可用使原料轉(zhuǎn)化50%時(shí)，致使反應(yīng)速度降低1倍的毒物濃度表示。強(qiáng)毒物、中強(qiáng)毒物和弱毒物的濃度分別為10-7mol/L，,10-5mol/L和＞10-3mol/L。編輯ppt催化劑的失活(2)按照毒化作用的特性可分為永久中毒和暫時(shí)中毒。用無毒氣體吹掃或除去進(jìn)料中的毒物，催化劑活性可復(fù)原的，即中毒作用是可逆的，這種情況稱為暫時(shí)中毒;相反，永久中毒是不可逆的，即用不含毒物的氣體吹掃，或從進(jìn)料中除去雜質(zhì)，催化劑仍不能復(fù)原，稱為永久中毒。（3）按毒化作用機(jī)理可把毒物分為兩類。一種是毒物強(qiáng)烈地化學(xué)吸附(其中包括共價(jià)鍵和離子鍵)在催化劑的活性中心上，對(duì)催化劑活性中心大量覆蓋，造成活性中心減少;另一種是毒物與催化劑活性中心發(fā)生化學(xué)作用，變?yōu)闊o活性的物質(zhì)。前者通常表現(xiàn)為暫時(shí)中毒，而后者為永久中毒。編輯ppt催化劑的失活2.不同類型催化劑的中毒(1)金屬催化劑的毒物及消除中毒方法容易引起金屬催化劑中毒的物質(zhì)主要有如下3種:①具有不飽和鍵的分子②含有元素周期表中的ⅤA族和ⅥA族的非金屬元素及其化合物(2)使催化劑中毒的金屬元素及其化合物對(duì)金屬催化劑有毒化作用的金屬有Pb,Hg,Cd,Sh,Bi,Zn,Cu,Fe等。編輯ppt催化劑的失活(3)金屬氧化物催化劑的中毒我們已經(jīng)討論過金屬催化劑容易中毒。因此，人們對(duì)金屬催化劑的中毒研究較多。而金屬氧化物催化劑與金屬催化劑相比，對(duì)毒物沒有那么敏感，因此對(duì)金屬氧化物催化劑中毒的研究報(bào)道較少。由于氧化物催化劑可在較高反應(yīng)溫度下使用，使得某些毒物在高溫下失去毒化作用。例如，砷對(duì)V2O5是一種毒物，當(dāng)反應(yīng)溫度大于500℃時(shí)，V2O5對(duì)砷的中毒作用就不敏感了。編輯ppt催化劑的失活(4)酸堿催化劑的中毒固體酸中心可被堿性化合物毒化;相反，固體堿中心可被酸性化合物毒化。存在于石油原料中的堿性有機(jī)分子常?？墒构腆w酸催化劑失活，最常見的堿性有機(jī)化合物是含氮的有機(jī)化合物，其中包括堿性的吡啶、喹琳、胺類、二氫吲哚、六氫咔唑等，還有非堿性的吡咯、吲哚、咔唑等。為避免固體催化劑中毒，可進(jìn)行預(yù)加氫處理，除去含氮化合物。有時(shí)為避免強(qiáng)酸中心造成的裂解和積碳等副反應(yīng)，人們會(huì)有意識(shí)地用少量堿性有機(jī)物毒化強(qiáng)酸中心提高固體酸催化劑的選擇性。編輯ppt催化劑的失活四、催化劑的燒結(jié)

催化劑在高溫下反應(yīng)一定時(shí)間后，活性組分的晶粒長大，比表面積縮小，這種現(xiàn)象稱為催化劑燒結(jié)。催化劑燒結(jié)是因?yàn)樵诟邷叵?，?fù)載在載體上的高分散的活性組分的小晶粒，具有較大自由能，加之表面晶格質(zhì)點(diǎn)的熱振動(dòng)產(chǎn)生位移，逐漸由小晶粒聚集為大晶粒，導(dǎo)致活性表面減小，活性降低，甚至失去活性。

編輯ppt催化劑的失活由圖可見，金屬燒結(jié)一方面是微晶遷移相互碰撞聚結(jié)在一起;另一方面，較小微晶具有很大自由能，增加了小微晶的蒸氣壓和蒸發(fā)性，產(chǎn)生表面擴(kuò)散(粒子間傳遞)，而在較大微晶表面上冷凝，使晶粒長大。引起催化劑燒結(jié)的主要原因有溫度的波動(dòng)，反應(yīng)或再生過程中氣氛，以及催化劑自身的組成結(jié)構(gòu)。編輯ppt催化劑的失活除上述各因素之外，還有如下一些因素也可以導(dǎo)致催化劑失活。

(1)催化劑顆粒的破碎會(huì)導(dǎo)致催化劑失活。由于催化劑機(jī)械強(qiáng)度較差，或使用中操作不當(dāng)，都會(huì)導(dǎo)致催化劑破碎，出現(xiàn)反應(yīng)器管道堵塞、產(chǎn)生溝流、壓力降增加和不規(guī)則的床層特性，從而引起反應(yīng)器出現(xiàn)局部過熱，破壞正常催化反應(yīng)進(jìn)行。因此，前面已述工業(yè)催化劑必須具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，才能保證催化劑的使用壽命。編輯ppt催化劑的失活(2)使用過程中形成污垢。這里所說的形成污垢是指反應(yīng)器中的各種碎屑或上游設(shè)備帶來的水銹等污垢沉積在催化劑的顆粒表面上覆蓋催化中心，堵塞催化劑孔道，致使催化劑失活。遇到這種情況只能更換催化劑，并采取屏蔽和保護(hù)裝置來防止污垢的沉積。(3)助催化劑有效組分流失和揮發(fā)。過高的反應(yīng)溫度可能導(dǎo)致活性組分或助催化劑因氣化而揮發(fā)損失。編輯ppt催化劑的再生

積碳失活的催化劑可通過燒焦使催化劑再生。在燒焦前通常用惰性氣體或水蒸氣吹掃催化劑。將吸附的有機(jī)物解吸吹出。結(jié)焦催化劑再生過程最主要的是把碳燃燒轉(zhuǎn)化為CO2或CO時(shí)所放出的熱量及時(shí)移出床層，避免床層飛溫而引起的催化劑燒結(jié)。編輯ppt催化劑的再生

最有效和常用的辦法是采用程序升溫，從30O℃到500℃逐步升溫;同時(shí)初始燒焦采用低濃度氧含量(如初始0.1%氧含量)，隨著燒碳過程進(jìn)行，逐步提高氧含量和溫度，最后達(dá)到4%~5%氧含量。同時(shí)控制燃燒產(chǎn)生的煙道氣中CO和CO2的濃度，保持二者分別小于1.0%和0.5%體積)。因?yàn)楣I(yè)上再生煙道氣常常需要循環(huán)，因而有時(shí)還需限制水蒸氣含量(不大于0.2g·m3)。編輯ppt催化劑的再生

催化劑再生可在反應(yīng)裝置中原位進(jìn)行，也可從反應(yīng)器中卸出，在體外再生，即采用專門裝置進(jìn)行催化劑再生。這些需根據(jù)催化劑反應(yīng)過程而定。固定床催化反應(yīng)裝置為使催化反應(yīng)能連續(xù)進(jìn)行，通常有兩個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)使用，其中一個(gè)進(jìn)行再生，另一個(gè)進(jìn)行反應(yīng)。兩個(gè)反應(yīng)器切換使用。對(duì)易積碳的催化裂化過程通常采用頻繁再生，即移動(dòng)床或流化床催化一再生操作模式。編輯ppt作業(yè)1.什么是催化劑？什么是催化作用？2.催化作用的本質(zhì)是什么？3.催化劑的主要性能有哪些？4.什么是載體？載體的主要作用是什么？5.氣固相反應(yīng)有哪幾個(gè)步驟？6.什么是擴(kuò)散控制？7.固體催化劑由哪幾部分組成的？8.催化劑失活的原因主要有哪些？編輯ppt第二章固體催化劑制備方法沉淀法1浸漬法2熱分解法3還原法5熔融法4離子交換法6編輯ppt催化劑的制備方法

一、沉淀法沉淀法是制備催化劑最常用的一種方法，可用于制備單組分及多組分催化劑。此法是在攪拌情況下將沉淀劑加入到金屬鹽的水溶液中，生成沉淀物質(zhì)，再將后者過濾、洗凈、干燥和焙燒，制得相應(yīng)的氧化物。編輯ppt沉淀法

1.影響沉淀法制得的催化劑的活性和選擇性因素。

(1)沉淀劑和金屬鹽類的性質(zhì)直接影響沉淀過程。為此沉淀劑多用氨氣、氨水、碳酸按等物質(zhì)。因?yàn)檫@些物質(zhì)在洗滌和熱處理時(shí)容易除去;而不用KOH和NaOH，因?yàn)槟承┐呋瘎┎幌Ｍ麣埩鬕+或Na+，再者KOH價(jià)格較高。金屬鹽類多選用硝酸鹽,碳酸鹽、有機(jī)酸鹽，因?yàn)檫@些酸根在焙燒過程中可分解為氣體跑掉，而不殘留于催化劑中。相反，若采用氯化物或硫酸鹽，焙燒后殘留的陰離子Cl-或SO42-會(huì)對(duì)催化劑起強(qiáng)毒化作用。編輯ppt沉淀法(2)沉淀反應(yīng)條件。其中包括沉淀劑和金屬鹽類水溶液濃度、沉淀反應(yīng)溫度、pH值、加料順序和攪拌的強(qiáng)度、沉淀物的生成速度和沉淀時(shí)間，以及沉淀物的洗滌和干燥方法等。

(3)用沉淀法制備催化劑時(shí)，沉淀終點(diǎn)的控制和防止雜質(zhì)的引入也是很重要的。既要防止沉淀不完全，又要防止沉淀劑過量，以免在沉淀中帶來外來離子。編輯ppt沉淀法(4)必須注意沉淀物的洗滌。通常將所得的沉淀物洗牽中性為止。這樣可盡量將OH-和N()3-及其他陽離子洗掉，以免帶入雜質(zhì)。沉淀法制得的凝膠或溶膠在一定溫度、壓力和pH下晶化可得到各種類型分子篩，分子篩再經(jīng)過各種改性可以制備出各種酸、堿或多功能催化劑。編輯ppt沉淀法2.沉淀方法1）單組分沉淀法2）多組分共沉淀法3）均勻沉淀法4）超均勻沉淀法5）浸漬沉淀法6）導(dǎo)晶沉淀法

編輯ppt沉淀法3.沉淀劑的選擇（1）盡可能使用易分解并含易揮發(fā)成分的沉淀劑。如氨氣、氨水和銨鹽以及碳酸鹽。（2）形成的沉淀物必須便于過濾和洗滌。（3）沉淀劑的溶解度要大一些。（4）沉淀物的溶解度要小一些。（5）沉淀物必須無毒，不應(yīng)造成環(huán)境污染。編輯ppt浸漬法二、浸漬法將一定形狀尺寸的載體浸泡在含有活性組分(主、助催化劑)的水溶液中。當(dāng)浸漬平衡后，分離剩余液體，此時(shí)活性組分以離子或化合物形式附著在固體上。浸漬后的固體經(jīng)干燥、鍛燒活化等處理，即可得到所需要的催化劑。編輯ppt浸漬法1.浸漬方法(1)過量溶液浸漬法將多孔性載體浸入到過量的活性組分溶液中，稍稍減壓(一般可為300mmHg-400mmHg)或微微加熱，使載體孔隙中的空氣排出。數(shù)分鐘后活性組分就能充分滲透進(jìn)入載體的孔隙中，用過濾或傾析法除去過剩的溶液。編輯ppt浸漬法(2)等體積溶液浸漬法

當(dāng)某些載體能從溶液中選擇性地吸附活性組分時(shí)，不宜用過量溶液浸漬。在這種情況下，可預(yù)先測(cè)定載體吸收溶液的能力，然后加入正好能使載體完全浸透所需的溶液量。這種方法稱為等體積溶液浸漬法。應(yīng)用此法可省去過濾多余浸漬溶液的步驟，而且便于控制催化劑中活性組分的含量。編輯ppt浸漬法(3)多次浸漬法

若固體的孔容較低，活性組分在液體中的溶解度甚小，或者載入活性組分量過大時(shí)，一次浸漬不能達(dá)到最終成品中所需要的活性組分含量。此時(shí)可采用多次浸漬法，第一次浸漬后將固體干燥(或焙燒)，使溶質(zhì)固定下來，再進(jìn)行第一次浸漬。為了防止活性組分分布不均勻，可用稀溶液進(jìn)行多次浸漬。編輯ppt浸漬法(4)蒸氣相浸漬當(dāng)活性組分是易揮發(fā)的化合物時(shí)，可采用蒸氣相浸漬，即將活性組分從氣相直接沉積到載體上。利用這種方法能隨時(shí)補(bǔ)充易揮發(fā)活性組分的損失，使催化劑保持活性。編輯ppt熱分解法三、熱分解法熱分解法也稱為固相反應(yīng)法(或干法)。該法是采用可加熱分解的鹽類，如硝酸鹽,磷酸鹽、甲酸鹽.,醋酸鹽、草酸鹽等為原料經(jīng)煅燒分解得到相應(yīng)氧化物。熱分解后的產(chǎn)物是一種微細(xì)粒子的凝聚體，它的結(jié)構(gòu)和形狀與原料的化學(xué)種類、熱分解的溫度、分解的氣氛(周圍氣體的性質(zhì))及分解時(shí)間有關(guān)。而凝聚體的結(jié)構(gòu)將直接影響催化劑活性及選擇性。編輯ppt熱分解法

采用熱分解法制備催化劑要注意原料的選擇及分解條件的選擇。

(1)原料的影響制備重金屬或堿土金屬氧化物及過渡金屬氧化物，通常選用硝酸鹽,或碳酸鹽。如用碳酸鹽可制備Co,Ni,Pd,Mg,Zn,Cd,Cu,Ca,Sr和Ba的氧化物，但用堿土金屬的硝酸鹽熱解法得不到氧化物。除用鹽熱分解制備氧化物外，用氫氧化物熱分解也可達(dá)到同樣目的。通常不用鹵化物或硫酸豁熱分解，一方面分解溫度高，另一方面容易帶入Cl-離子和硫酸根離子。編輯ppt熱分解法

(2)熱分解條件對(duì)分解產(chǎn)物的影響熱分解溫度和時(shí)間直接影響分解產(chǎn)物的顆粒度，隨分解溫度升高和分解時(shí)間延長，產(chǎn)物的顆粒、度增大;熱分解的氣氛對(duì)產(chǎn)物顆粒大小影響也很大，給出了熱分解氣氛和時(shí)間的影響。編輯ppt熔融法四、熔融法熔融法是將所要求組分的粉狀棍合物在高溫條件下進(jìn)行燒結(jié)或熔融。其過程如下

例如制備合成氨用鐵催化劑是將磁鐵礦(<Fe3(y),碳酸鉀、氧化鋁于1600℃高溫熔融，冷卻后破碎到幾毫米的粒度，然后在氫氣或合成氣中還原，制得a-Fe-K2O-A12O3催化劑。熔融法制備催化劑時(shí)熔融溫度對(duì)催化劑性能影響較大。編輯ppt熔融法五、還原法應(yīng)用還原法制備金屬粉末，可用熔鹽電解法、碳還原法和一氧化碳或氫還原法。用氫氣還原金屬氧化物或金屬鹽,，制備的金屬粉末純度高，而且大多數(shù)粒子是多孔的。因此還原法是制備金屬催化劑最常用的方法。編輯ppt離子交換法六、離子交換法1.水溶液交換法2.熔鹽交換法3.非水溶液交換法4.蒸汽交換法編輯ppt第三章催化裂化催化劑催化裂化1催化裂化催化劑種類、組成和結(jié)構(gòu)3催化裂化催化劑的合成4催化裂化催化劑產(chǎn)品性能要求2催化裂化催化劑的成型及過程處理5編輯ppt催化裂化催化劑的研究進(jìn)展20世紀(jì)50年代初期我國開始了催化裂化催化劑的研究工作，研制天然白土催化劑；50年代中期又采用不同的成膠方法制備合成硅酸鋁裂化催化劑；20世紀(jì)60年代我國建成流化催化裂化裝置，開展了硅鋁小球和硅鋁微球裂化催化劑制備技術(shù)的研究開發(fā)工作；20世紀(jì)70年代，由普通的合成硅酸鋁催化劑，發(fā)展到含沸石的裂化催化劑；編輯ppt催化裂化催化劑的研究進(jìn)展20世紀(jì)80年代，我國Y型沸石裂化催化劑由采用全合成硅鋁基質(zhì)發(fā)展到采用高嶺土基質(zhì)，開發(fā)成功半合成沸石裂化催化劑的制造流程；20世紀(jì)90年代，又發(fā)展了含稀土的超穩(wěn)沸石、高硅Y型沸石以及具有擇性裂解ZRP沸石。目前，催化裂化已經(jīng)跨出本行業(yè)，向石油化工方向延伸。編輯ppt催化裂化一、催化裂化的特點(diǎn)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。編輯ppt催化裂化二、催化裂化的化學(xué)反應(yīng)1.裂解反應(yīng)2.氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)是造成催化裂化汽油飽和度較高的主要原因。編輯ppt催化裂化環(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(gè)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)編輯ppt催化裂化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(gè)更大分子的烯烴。編輯ppt催化裂化7.烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)指一個(gè)芳環(huán)上的烷基取代基轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(duì)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(gè)結(jié)果是生成焦炭。編輯ppt催化裂化三、正碳離子反應(yīng)機(jī)理正碳離子：缺少一對(duì)價(jià)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(gè)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。正碳離子穩(wěn)定程度順序：

叔正碳離子﹥仲正碳離子﹥伯正碳離子編輯ppt催化裂化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(gè)氫離子而生成正碳離子：編輯ppt催化裂化②大的正碳離子不穩(wěn)定，容易在β位置上斷裂：③生成的正碳離子是伯正碳離子，不夠穩(wěn)定，易于變成仲正碳離子，然后又接著在β位置上斷裂：編輯ppt催化裂化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。編輯ppt催化裂化催化劑使用性能的要求對(duì)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?！锎呋鸦呋瘎?yīng)具有比較理想的表面結(jié)構(gòu)。編輯ppt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編輯ppt催化裂化催化劑的種類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。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(diǎn)：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(dá)500—700m2/g。硅酸鋁的催化活性來源于其表面的酸性。編輯ppt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。硅酸鋁催化劑的表面具有酸性，并形成許多酸性中心，催化劑的活性就來源于這些酸性中心，即催化劑的活性中心。編輯ppt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(diǎn)：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(diǎn)：穩(wěn)定、均一的微孔結(jié)構(gòu)。有大小分子大小數(shù)量級(jí)。編輯ppt分子篩催化劑分子篩催化劑是60年代發(fā)展起來的一種新型的高活性催化劑。它的出現(xiàn)，使流化催化裂化工藝發(fā)生了很大變化，裝置處理能力顯著提高，產(chǎn)品產(chǎn)率及質(zhì)量都得到改善。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(jìn)入其中，而直徑大于孔徑的分子則無法進(jìn)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%。編輯ppt分子篩催化劑按其組成及晶體結(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。X型和Y型沸石具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元晶胞由八個(gè)削角八面體組成由于削角八面體的連接方式不同，可形成不同的分子篩。編輯ppt分子篩催化劑Y型分子篩的單元晶胞結(jié)構(gòu)Y型分子篩由多個(gè)單元晶胞組成，每個(gè)單元晶胞由八個(gè)削角八面體組成，削角八面體的每個(gè)頂端是Si或Al原子，期間由氧原子相連接。由八個(gè)削角八面體組成的空洞稱為八面沸石籠。人工合成的分子篩是含鈉離子的分子篩，這種分子篩本身沒有催化活性，分子篩中的鈉離子可以用離子交換的方式與其他陽離子交換。以稀土金屬離子置換REY以氫離子置換HY兼用氫離子和稀土金屬離子置換REHY由HY型分子篩經(jīng)脫鋁得到的更高硅鋁比的超穩(wěn)Y型分子篩。編輯ppt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(shí)，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(jìn)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。編輯ppt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：在離子交換時(shí)，分子篩中的鈉不可能完全被置換掉，而鈉的存在回影響分子篩的穩(wěn)定性，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(shí)，擔(dān)體作為一個(gè)宏大的熱載體，起到熱量儲(chǔ)存和傳遞的作用。適宜的擔(dān)體可以增強(qiáng)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。分子篩的價(jià)格較高，使用擔(dān)體可降低催化劑的生產(chǎn)成本。對(duì)于重油催化裂化，擔(dān)體可以先使難以進(jìn)入分子篩的大分子先進(jìn)行裂化，生成小分子再進(jìn)入分子篩。編輯ppt催化劑的使用性能1）物理性質(zhì)A、密度（真實(shí)密度、顆粒密度、堆積密度）B、篩分組成和機(jī)械強(qiáng)度C、結(jié)構(gòu)特性（比表面、孔體積、孔徑）2）化學(xué)性質(zhì)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)）編輯ppt物理性質(zhì)催化劑的密度真實(shí)密度又稱骨架密度：顆粒的質(zhì)量與骨架實(shí)體所占體積之比，一般在2—2.4g/cm3。顆粒密度：把微孔體積計(jì)算在內(nèi)的單個(gè)顆粒的密度，一般在0.9—1.2g/cm3

。堆積密度：催化劑堆積時(shí)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。編輯ppt物理性質(zhì)篩分組成和機(jī)械強(qiáng)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(gè)部分：0～20μm，20～40μm,40～80μm，>80μm適當(dāng)?shù)募?xì)粉(<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(xì)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(píng)價(jià)微球催化劑的機(jī)械強(qiáng)度通常要求微球催化劑磨損指數(shù)≯2。編輯ppt物理性質(zhì)孔體積：低鋁催化劑在0.6-0.7mL/g,高鋁的達(dá)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?？讖剑盒迈r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.編輯ppt化學(xué)性質(zhì)活性（activity)活性是指催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的能力。對(duì)無定形硅酸鋁催化劑，采用D+L法，它是以待定催化劑和標(biāo)準(zhǔn)原料在標(biāo)準(zhǔn)裂化條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以反應(yīng)所得干點(diǎn)小于204℃的汽油加上蒸餾損失占原料油的重量百分?jǐn)?shù)，即（D+L）%來表示。編輯ppt化學(xué)性質(zhì)工業(yè)上經(jīng)常采用更為簡便的間接測(cè)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(cè)催化劑，采用標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)料量的百分?jǐn)?shù)即為該催化劑的微反活性(MA)微反活性只是一種相對(duì)比較的評(píng)價(jià)指標(biāo)，它并不能完全反映實(shí)際生產(chǎn)的情況

編輯ppt化學(xué)性質(zhì)新鮮催化劑在開始使用一段時(shí)間后，活性急劇下降，待降到一定程度以后則緩慢下降，因此初活性不能真實(shí)地反映實(shí)際生產(chǎn)情況在測(cè)定新鮮催化劑的活性前，須先將催化劑進(jìn)行水熱老化處理，目的就是使測(cè)定結(jié)構(gòu)能較接近實(shí)際的生產(chǎn)情況你知道嗎？在我國，水熱老化的條件是使催化劑在800℃、常壓、100%水蒸氣下處理4h或17h

編輯ppt化學(xué)性質(zhì)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(jì)的氣壓機(jī)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)以及氣體處理裝置超負(fù)荷運(yùn)行，甚至嚴(yán)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(fù)荷，這樣就會(huì)受到主風(fēng)機(jī)功率和再生溫度的限制。由于主風(fēng)機(jī)的限制，就必須降低進(jìn)料量，雖然提高了轉(zhuǎn)化率，但降低了汽油的凈產(chǎn)量。編輯ppt化學(xué)性質(zhì)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(qiáng)度，使再生催化劑炭含量增加，再生催化劑炭含量增加會(huì)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(duì)于某些獨(dú)特的催化劑，將大幅度降低其抗金屬污染能力。編輯ppt化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性(stability)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(píng)價(jià)。既催化劑在使用過程中保持活性的能力催化劑穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)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(jià))分子篩>AE(二價(jià))分子篩>堿(一價(jià))分子篩>H分子篩編輯ppt化學(xué)性質(zhì)選擇性(selectivity)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“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(huì)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)于無定型硅酸鋁編輯ppt化學(xué)性質(zhì)抗重金屬污染性能重金屬對(duì)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，以表示。編輯ppt分子篩催化劑與無定形硅酸鋁催化劑的性能比較分子篩催化劑與無定形硅酸鋁催化劑的性能比較性能分子篩催化劑無定形硅酸鋁活性所需反應(yīng)時(shí)間選擇性對(duì)熱穩(wěn)定性再生溫度氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)活性抗重金屬穩(wěn)定性對(duì)再生催化劑含炭量的要求裂解和異構(gòu)活性高短（約1～4秒）好（焦炭產(chǎn)率低）好高（約700℃）很高較強(qiáng)不大于0.2%低長差（焦炭產(chǎn)率高）較差較低（約600℃）較低較弱可在0.5%左右編輯ppt工業(yè)用分子篩裂化催化劑的種類1、REY及REHY型分子篩催化劑

酸性中心多、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)能力強(qiáng)，裂化活性高；水熱穩(wěn)定性好；選擇性好，汽油收率高，但焦炭和干氣的產(chǎn)率降低，汽油的辛烷值低；抗重金屬能力增強(qiáng)；受含碳量的影響較大。2、USY、REUSY型分子篩催化劑

硅鋁比高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、耐熱和抗化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)，酸性中心數(shù)目減少，汽油收率降低，相應(yīng)柴油收率提高，總液體收率增加；降低了氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)活性，產(chǎn)物中烯烴含量增加，汽油辛烷值提高，焦炭產(chǎn)率減少。編輯ppt催化裂化催化劑發(fā)展新趨勢(shì)重油催化裂化催化劑生產(chǎn)高辛烷值汽油的催化劑降烯烴生產(chǎn)清潔燃料的催化劑以最大量生產(chǎn)丙烯為目標(biāo)的DCC(催化裂解)工藝催化劑以最大生產(chǎn)烯烴為目標(biāo)兼顧汽油的工藝催化劑以多產(chǎn)異戊烯和異丁烯兼顧高辛烷值汽油為目標(biāo)的工藝催化劑多產(chǎn)液化氣和柴油的催化劑編輯ppt催化劑的失活結(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。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑上沉積的焦炭增多，失活程度也加大。工業(yè)催化裂化所產(chǎn)生的焦炭可認(rèn)為包括四類焦炭：①催化焦——烴類在催化劑活性中心上反應(yīng)前生成的焦炭。②附加焦——原料中的焦炭前身物經(jīng)縮反應(yīng)產(chǎn)生的焦；③可汽提焦——因在汽提段汽提不完全而殘留在催化劑上的重質(zhì)烴類。④污染焦——由于重金屬沉積在催化劑表面上促進(jìn)了脫氫和縮合反應(yīng)而產(chǎn)生的焦。編輯ppt催化劑的失活水熱失活：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(duì)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編輯ppt裂化催化劑的再生催化劑失活后，可以通過再生而恢復(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。催化劑再生反應(yīng)就是用空氣中的氧燒去沉積的焦炭。再生反應(yīng)的產(chǎn)物是CO2、CO和H2O。編輯ppt裂化催化劑的再生通常在離開反應(yīng)器時(shí)催化劑上含炭約1％，對(duì)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(duì)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。編輯ppt催化裂化催化劑的合成——全合成型采用基化工原料（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+H2SO4mSiO2·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(jìn)一步縮聚得到硅凝膠。制備鋁凝膠時(shí)，可用氨水加到鋁鹽的水溶液中而制得AI2（SO4）3+6NH3·H2O2AI(0H)3+3(NH4)2SO4編輯ppt全合成型分步沉淀法:共沉淀法:3Na2SiO3+AI2（SO4）3+6H2O3SiO2·H2O+2AI(0H)3+3Na2SO4編輯ppt全合成型一步共沉淀水洗噴霧干燥成型氣流干燥過濾老化打漿加分子篩二步共沉淀中和成品水玻璃溶液硫酸鋁溶液硫酸鋁溶液氨水分子篩漿液編輯ppt半合成型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、埃洛石，加以粘結(jié)劑（鋁溶膠、硅溶膠等），通過高強(qiáng)度的攪拌分散作用，合成制得催化劑載體。高嶺土是一種天然的硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，其顆粒極細(xì)，粒度一般在2um以下，具有層狀結(jié)構(gòu)；埃洛石的組成和結(jié)構(gòu)基本類似于高嶺土，但其氧化鋁含量比高嶺土高，因此，酸活性也較高。這兩種物質(zhì)在我國資源豐富，價(jià)格低廉，一般來說，其雜質(zhì)含量也較少，性質(zhì)比較穩(wěn)定，作為催化劑的載體，具有再生性能好，焦炭產(chǎn)率低，對(duì)金屬污染不敏感，最能發(fā)揮分子篩的選擇性等優(yōu)點(diǎn)。編輯ppt半合成型打漿噴霧干燥成型老化打漿成品鹽酸擬薄水鋁石脫陽離子水高嶺土編輯ppt半合成型為了獲得性能優(yōu)良的催化裂化催化劑，在合成過程中應(yīng)對(duì)下列因素加以控制：☆原料來源應(yīng)進(jìn)行定期或不定期檢驗(yàn)，還要對(duì)進(jìn)貨進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)和試驗(yàn)，以掌握其性能穩(wěn)定性符合催化劑生產(chǎn)的需要；☆原料顆粒不能太大，采取磨細(xì)的方法，使其顆粒度控制在小于5μm,甚至小于3μm為好；☆反應(yīng)攪拌器應(yīng)作專門的設(shè)計(jì)，既要滿足大容量循環(huán)的需要，又要具備足夠的剪切力，使各物料分散的均勻；☆酸過程十分重要，既要加入足夠量的酸，使粘接劑酸化膠溶好，又要避免太多的酸對(duì)分子篩甚至載體結(jié)構(gòu)的破壞，從而使催化劑的活性大大下降。編輯ppt全高嶺土型

全部用高嶺土為原料，先把它用水打漿，然后使?jié){液經(jīng)噴霧干燥形成微球，叫高嶺土微球。再將高嶺土微球進(jìn)行高溫焙燒，使高嶺土發(fā)生結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的變化，然后把它和氫氧化鈉溶液均勻混合，進(jìn)行晶化。晶化時(shí)，其中活性氧化硅和氧化鋁就轉(zhuǎn)化成NaY分子篩，非活性氧化硅和氧化鋁不能參加晶化反應(yīng)，就成為高氧化鋁含量（達(dá)50%左右）的催化劑載體。值得注意的是，這是微球的外形和粒度基本不變，晶化是在微球本身進(jìn)行的，所以又叫“原位晶化”。晶化后的微球經(jīng)離子交換和焙燒，使NaY轉(zhuǎn)變成REY,這樣就得到全高嶺土型的分子篩裂化催化劑。編輯ppt全高嶺土型打漿氣流干燥離子交換、過濾和焙燒過濾噴霧干燥晶化焙燒成品化學(xué)水稀土溶液高嶺土NaOH溶液編輯ppt全高嶺土型2【AI2O3·2SiO2·2H2O】【2AI2O3·2SiO2】+4H2O

高嶺土偏高嶺土【2AI2O3·2SiO2】2AI2O3·3SiO2+SiO2

偏高嶺土尖晶石活性氧化硅

3【2AI2O3·3SiO2】2【3AI2O3·2SiO2】+5SiO2

尖晶石莫來石方英石工業(yè)上將焙燒分兩個(gè)溫度進(jìn)行：一為700℃，生產(chǎn)一部分偏高嶺土；另一為1000℃，生產(chǎn)含活性氧化硅的高溫?zé)痢?50-600℃925-950℃1050-1100℃編輯ppt全高嶺土型

全高嶺土分子篩裂化催化劑的特點(diǎn)：活性高，選擇性和穩(wěn)定性好；抗磨和重金屬污染能力強(qiáng)。適用于渣油提升管催化裂化裝置。編輯ppt催化裂化催化劑的成型及過程處理

一、成型用噴霧干燥成型噴霧干燥裝置由煙道氣發(fā)生爐、干燥塔及氣固分離設(shè)備組成。合成后的漿液用高壓泵送至噴霧干燥塔的噴嘴進(jìn)行霧化，霧化液滴進(jìn)入干燥塔與高溫?zé)煔獠⒘骰蚰媪鹘佑|，在極短的時(shí)間內(nèi)液滴水分蒸發(fā)，霧滴被濃縮干燥成微球狀催化劑顆粒。編輯ppt催化裂化催化劑的成型及過程處理二、催化劑雜質(zhì)處理不論是合成型還是半合成型催化裂化催化劑，從原材料和合成過程不可避免地會(huì)帶來一些非活性物質(zhì)甚至對(duì)催化劑本體有害的物質(zhì)，即通常所說的雜質(zhì)，如鈉離子、鐵離子、硫酸根離子等，要將這些物質(zhì)從催化劑中分離出去，以避免它們影響催化劑的性能。編輯ppt催化裂化催化劑的成型及過程處理催化劑制備方法不同時(shí)，這些雜質(zhì)的存在形態(tài)也往往不同：機(jī)械的摻雜在催化劑本體中黏著吸附于催化劑本體表面包藏在催化劑本體的內(nèi)部為催化劑本體結(jié)構(gòu)的組成成分之一。編輯ppt催化裂化催化劑的成型及過程處理

采用加洗滌劑的辦法在大倍數(shù)水體中隊(duì)催化劑進(jìn)行處理，除去催化劑本體中的雜質(zhì)。在這個(gè)過程中主要控制的因素：

洗滌劑及洗滌劑水量漿液Ph值漿液的溫度在水溶液中進(jìn)行洗滌后，必須用過濾的辦法進(jìn)行催化劑和水體的分離，才能實(shí)質(zhì)性的實(shí)現(xiàn)催化劑雜質(zhì)的清除。編輯ppt催化裂化催化劑的成型及過程處理三、催化劑強(qiáng)度及活性缺陷的補(bǔ)充在噴霧干燥后的催化劑漿液中加入磷酸銨的辦法，對(duì)催化劑進(jìn)行適度處理。四、氣流干燥目的是除去經(jīng)過洗滌后催化劑中的水分，以保證成品的灼減量在規(guī)定指標(biāo)以下。編輯ppt催化裂化催化劑產(chǎn)品性能要求灼減對(duì)分子篩裂化催化劑來說,一般其灼減為10%-13%,質(zhì)量指標(biāo)≤15%氧化鋁低鋁:13%,高鋁:25%,半合成分子篩裂化催化劑:46-52%氧化鈉、硫酸根和氧化鐵全合成型:一般氧化鈉含量于0.2%,硫酸根含量小于2.5%,鐵含量小于0.14%;半合成型:一般氧化鈉含量于0.3%,硫酸根含量小于1.5%,鐵含量小于0.10%;編輯ppt反應(yīng)性能粒度分布機(jī)械強(qiáng)度編輯ppt第四章催化重整及加氫催化劑的制備催化重整及催化加氫1重整及加氫催化劑的制備2編輯ppt催化重整催化重整是指在催化劑的作用下，烴類分子重新排列成新分子結(jié)構(gòu)的工藝過程。催化重整又按所采用的催化劑不同分為單金屬重整、雙金屬重整和多金屬重整。催化重整的主要目的在于制取苯、甲苯以及二甲苯等芳香烴，或生產(chǎn)高辛烷值汽油。編輯ppt催化重整的化學(xué)反應(yīng)在催化重整中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有：六員環(huán)烷烴脫氫生成芳烴；五員環(huán)烷烴脫氫異構(gòu)生成芳烴；烷烴脫氫環(huán)化生成芳烴；烷烴的異構(gòu)化，各種烴類的加氫裂化以及積炭反應(yīng)。前三種生成芳香烴的反應(yīng)統(tǒng)稱為芳構(gòu)化反應(yīng)。編輯ppt催化重整的化學(xué)反應(yīng)（1）六員環(huán)烷烴的脫氫反應(yīng)例如（2）五員環(huán)烷的異構(gòu)脫氫反應(yīng)例如編輯ppt催化重整的化學(xué)反應(yīng)（3）烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng)例如（4）異構(gòu)化反應(yīng)例如編輯ppt催化重整的化學(xué)反應(yīng)（5）加氫裂化反應(yīng)例如編輯ppt重整催化劑重整催化劑重整催化劑的雙功能及組成非貴金屬：MoO3/Al2O3及Cr2O3/Al2O3活性不好，已基本淘汰。貴金屬：單金屬:鉑。雙金屬:鉑錸或鉑錫。三元或四元多金屬，鉑為主。鉑錸Cat：活性穩(wěn)定性大大提高，容碳能力增強(qiáng)。鉑銥Cat：提高Cat的脫氫環(huán)化能力。鉑錫Cat：低壓穩(wěn)定性好，環(huán)化選擇性也好。編輯ppt重整催化劑重整催化劑的雙功能性鉑：脫氫活性中心，進(jìn)行脫氫加氫反應(yīng)載體：酸性中心，進(jìn)行正碳離子的裂化、異構(gòu)化反應(yīng)編輯ppt重整催化劑的主要組成1．金屬組分催化劑的脫氫活性、穩(wěn)定性和抗毒能力隨鉑含量的增加而增強(qiáng)。工業(yè)用重整催化劑的含鉑量大多是0.2%～0.3%。在鉑錸重整催化劑中，錸提高了催化劑的容碳能力和穩(wěn)定性，工業(yè)用鉑錸催化劑中錸與鉑的含量比一般為1～2。鉑—錫重整催化劑在高溫低壓下具有良好的選擇性和再生性能，而且錫比錸價(jià)格便宜，新鮮劑和再生劑不必預(yù)硫化，生產(chǎn)操作比較簡便。雖然鉑—錫催化劑的穩(wěn)定性不如鉑錸催化劑好，但是其穩(wěn)定性也已足以滿足連續(xù)重整工藝的要求，近年來已廣泛應(yīng)用于連續(xù)重整裝置。編輯ppt重整催化劑的主要組成2.酸性組分-鹵素改變鹵素含量可以調(diào)節(jié)催化劑的酸性功能。隨著鹵素含量的增加，催化劑對(duì)異構(gòu)化和加氫裂化等酸性反應(yīng)的催化活性也增強(qiáng)。在鹵素的使用上通常有氟氯型和全氯型。一般新鮮的全氯型催化劑含氯0.6%～1.5%，實(shí)際操作中要求含氯量穩(wěn)定在0.4%～1.0%。鹵素含量太低時(shí)，由于酸性功能不足，芳烴轉(zhuǎn)化率低（尤其是五員環(huán)烷和烷烴的轉(zhuǎn)化率）或生成油的辛烷值低。雖然提高反應(yīng)溫度可以補(bǔ)償這個(gè)影響，但是提高反應(yīng)溫度會(huì)使催化劑的壽命顯著降低。鹵素含量太高時(shí)，加氫裂化反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致液體產(chǎn)物收率下降。編輯ppt重整催化劑的主要組成3.載體氧化鋁載體本身沒有催化活性，但具有較大的比表面和較好的機(jī)械強(qiáng)度，它能使活性組分很好地分散在其表面上，從而更有效地發(fā)揮其作用，節(jié)省活性組分的用量，同時(shí)也提高了催化劑的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，現(xiàn)在重整催化劑幾乎都是采用γAl2O3作為載體。載體應(yīng)具有適當(dāng)?shù)目捉Y(jié)構(gòu)。多數(shù)載體的外形是直徑為1.5～2.5mm的小球或圓柱狀，也有為了改善傳質(zhì)和降低床層壓降而采用異形條狀，渦輪形等形狀。重整催化劑的堆積密度多在600～800kg/m3范圍內(nèi)。近年來，重整催化劑的堆積密度一般在700kg/m3以上編輯ppt重整催化劑的主要組成工業(yè)實(shí)際使用催化劑：①鉑錸催化劑：主要用于固定床重整裝置；②鉑錫催化劑：主要用于移動(dòng)床連續(xù)重整裝置的。從使用性能來比較，鉑錸催化劑有更好的穩(wěn)定性，而鉑錫催化劑則有更好的選擇性及再生性能。編輯ppt重整催化劑的主要性能對(duì)于催化劑的選擇應(yīng)當(dāng)重視其綜合性能是否良好。一般來說，可以從以下三個(gè)方面來考慮①反應(yīng)性能。對(duì)于固定床重整裝置，重要的是有優(yōu)良的穩(wěn)定性，同時(shí)也要有良好的活性和選擇性。對(duì)連續(xù)重整裝置，則要求催化劑要有良好的活性、選擇性以及再生性能。②再生性能。良好的再生性能無論是對(duì)固定床重整裝置還是連續(xù)重整裝置都是很重要的。催化劑的再生性能主要決定于它的熱穩(wěn)定性。③其他理化性質(zhì)。如比表面積對(duì)催化劑的保持氯的能力有影響；機(jī)械強(qiáng)度、外形和顆粒均勻度對(duì)反應(yīng)床層壓降有重要影響，催化劑的雜質(zhì)含量及孔結(jié)構(gòu)在一定程度上會(huì)對(duì)其穩(wěn)定性有影響編輯ppt重整催化劑的失活失活原因：①催化劑表面上積碳；②鹵素流失；③長時(shí)間處于高溫下引起鉑晶粒聚集使分散度減??；④催化劑中毒。在正常生產(chǎn)中，催化劑活性的下降主要是由于積碳引起的。編輯ppt重整催化劑的失活1.積碳失活重整催化劑上的積碳主要是縮合芳烴，主要成分是碳和氫，其H/C原子比在0.5～0.8的范圍。大部分積碳是在酸性載體上。在金屬活性中心上的積碳在氫的作用下有可能解聚，但在酸性活性中心上的積碳在氫的作用下則難以除去。對(duì)一般鉑催化劑，當(dāng)積碳增至3%～10%時(shí)，其活性大半喪失；而對(duì)鉑錸催化劑，則積碳達(dá)20%左右時(shí)其活性才大半喪失。催化劑上的積碳的速度與原料性質(zhì)和操作條件有關(guān)。原料的終餾點(diǎn)高、不飽和烴含量高時(shí)積碳速度快。反應(yīng)條件苛刻，如高溫、低壓、低氫油比、低空速等也會(huì)使積碳速度加快。編輯ppt重整催化劑的失活目前在工業(yè)裝置上采用的保持水氯平衡的方法：①在反應(yīng)器上安裝特殊的催化劑采樣器，直接采出催化劑樣來分析它的含氯量。②根據(jù)操作情況判斷催化劑的氯含量。例如根據(jù)提高反應(yīng)溫度對(duì)生成油辛烷值的影響程度來判斷等。③根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定。原料油和循環(huán)氫中的H2O/HCl比值與催化劑含氯量有一定的關(guān)系，可以作出關(guān)聯(lián)曲線。根據(jù)原料油的含水量、含氯量及操作條件可以計(jì)算出需要的注氯量。工業(yè)裝置上的注氯通常是采用二氯乙烷，三氯乙烷和四氯化碳等氯化物。注水通常