【大學(xué)】煉油催化劑基礎(chǔ)基礎(chǔ)

催化原理編輯ppt課程主要內(nèi)容催化劑與催化作用基礎(chǔ)工業(yè)催化劑使用及表征常用工業(yè)催化劑固體催化劑的生產(chǎn)技術(shù)編輯ppt緒論一、工業(yè)催化劑的發(fā)展簡史（1）萌芽階段1935年以前屬于這一階段

（2）發(fā)展階段1930年到1980年是化學(xué)上業(yè)的黃金時(shí)期（3）成熟階段催化劑的使用，使得大規(guī)模化工連續(xù)生產(chǎn)成為可能，并使生產(chǎn)成本大為降低。

編輯ppt緒論二、催化劑的定義、分類和命名

（一）催化劑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)中不被明顯消耗的物質(zhì)。催化作用是指催化劑對化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的效應(yīng)。

編輯ppt緒論（二）催化劑的分類1、按催化劑的元素及化合態(tài)分類金屬催化劑多為過渡金屬元素，如用于催化加氫的鐵、鎳、鉑、鈀等催化劑。氧化物或硫化物催化劑如用于催化氧化的V-O、Mo-O、Cu-O等催化劑，用于催化脫氫的Cr-O等催化劑，用于催化加氫的Mo-S、Ni-S、W-S等催化劑。酸、堿、鹽催化劑主族元素的氧化物、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。如H2SO4、HCI、HF、H3PO4、KOH、NaOH、CuSO4、NiSO4等。金屬有機(jī)化合物多為配合催化機(jī)理反應(yīng)中的催化劑，如用于烯烴聚合的AI(C2H5)3，用于羰基合成的Co2(CO)8等催化劑。編輯ppt緒論2、按催化反應(yīng)體系的物相均一性分類（1）多相催化劑（2）均相催化劑（3）酶催化劑|3、按催化劑的作用機(jī)理分類（1）酸堿型催化劑（2）氧化-還原型催化劑（3）配合催化劑編輯ppt緒論4、按催化劑的來源來分類非生物催化劑（1）天然礦物如粘土經(jīng)破碎、酸處理除去某些金屬粒子后，即可獲得具有硅-氧-鋁骨架的固體催化劑，用于催化裂化。（2）合成產(chǎn)物如將水玻璃與鋁鹽混合得到凝膠，經(jīng)洗滌、老化、干燥和造型，即可獲得微球狀的硅-鋁催化劑，其催化裂化性能比天然黏土催化劑好的多。絕大多數(shù)的工業(yè)催化劑均為合成產(chǎn)物。生物催化劑如生物體自身合成的酶。編輯ppt緒論5、按催化單元反應(yīng)分類按照所催化的單元反應(yīng)的類型不同，可分為氧化催化劑、加氫催化劑、脫氫催化劑、聚合催化劑等多種類型編輯ppt緒論6、按工業(yè)類型分類中國催化劑的分類（1）石油煉制催化劑包括催化裂化、催化重整、加氫裂化、加氫精制、烷基化、異構(gòu)化等催化劑。（2）無機(jī)化工催化劑包括脫硫、轉(zhuǎn)化、變換、甲烷化、硫酸制造、硝酸制造、硫回收、氨分解等催化劑（3）有機(jī)化工（石油化工）催化劑包括加氫、脫氫、氧化、氧氯化、烯烴反應(yīng)等催化劑。（4）環(huán)境保護(hù)催化劑包括硝酸尾氣處理、內(nèi)燃機(jī)排氣處理等催化劑。（5）其他催化劑包括制氮、純化（脫微量氧、微量氮）等催化劑。編輯ppt緒論（三）催化劑的命名大多數(shù)催化劑都是多組分的復(fù)合物，實(shí)際結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。一般情況下，說明催化劑的品種時(shí)，只列出其活性元素和載體，并沒有指定催化劑在制造時(shí)或在反應(yīng)條件下這些元素的化合物形式，其原因多半是不能明確知道反應(yīng)條件下的實(shí)際組成及化合物狀態(tài)，工業(yè)催化劑的組成如表1-2所示。例如加氫脫硫催化劑Co-Mo/AI2O3,活性組分是Co和Mo，AI2O3是載體，兩部分用斜線隔開，它的商品形式是金屬氧化物，在使用前，轉(zhuǎn)化為硫化物。編輯ppt緒論名稱符號功能氧化鋁催化劑AI2O3脫水鉑（網(wǎng)）催化劑Pt氧化鈀分子篩催化劑Pd/分子篩異構(gòu)、加氫硫化鈷-硫化鉬-氧化鋁催化劑Co-Mo/AI2O3(硫化型)加氫脫硫硫鉬酸鉍-氧化硅催化劑Bi-Mo-P-Si-O氧化硅酸鋁催化劑SiO2-AI2O3裂化亞鉻酸銅催化劑Cu-Cr-O加氫鉑-氧化鋁催化劑Pt/AI2O3或Pt-AI2O3重整編輯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緒論三、催化劑在化工生產(chǎn)中的地位和作用（1）合成氨及合成甲醇催化劑（2）石油煉制及合成燃料工業(yè)催化劑（3）基礎(chǔ)無機(jī)化學(xué)用工業(yè)催化劑（4）基本有機(jī)合成用工業(yè)催化劑（5）三大合成材料用工業(yè)催化劑（6）精細(xì)化工及專業(yè)化學(xué)品中的催化（7）催化劑在生物化學(xué)中的應(yīng)用（8）催化劑在環(huán)境化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用編輯ppt緒論三、催化劑工業(yè)的發(fā)展概況（一）全球工業(yè)催化劑的發(fā)展概況（二）國內(nèi)催化劑工業(yè)的發(fā)展概況（三）催化劑工業(yè)的發(fā)展方向編輯ppt第一章催化劑與催化作用基礎(chǔ)知識催化作用的基本概念1催化劑的主要性質(zhì)23多相催化反應(yīng)的歷程催化劑的失活與再生4編輯ppt本章基本要求1.掌握催化作用的概念2.掌握催化劑活性、選擇性、穩(wěn)定性、比表面、孔結(jié)構(gòu)及機(jī)械性質(zhì)等主要性能3.掌握活性組分、助催化劑及載體等基本概念，并了解三者在催化劑中所發(fā)揮的作用4.了解多相催化反應(yīng)的歷程、擴(kuò)散過程的影響5.能正確分析造成催化劑失活的原因編輯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催化劑只加速熱力學(xué)可行的的反應(yīng)，不能改變化學(xué)平衡例如下列反應(yīng)：當(dāng)△G＜0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，即A能轉(zhuǎn)變成B。而且△G的負(fù)值越大，A轉(zhuǎn)變成B的可能性越大。當(dāng)△G＞0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，即A不可能轉(zhuǎn)變成B。相反B可能轉(zhuǎn)變成A。當(dāng)△G=0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)體系中，反應(yīng)物的濃度和產(chǎn)物的濃度已不再隨時(shí)間而變化。

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）往往會有很大差別，這對催化劑可能會產(chǎn)生一些影響。第二，對正反應(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催化劑對加速化學(xué)反應(yīng)具有選擇性表1-2催化劑對可能進(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和成汽油編輯ppt催化劑對加速化學(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催化劑的選擇性例：乙醇在裝有氧化鋁催化劑的固定床試驗(yàn)反應(yīng)器中脫水生成乙烯，測得每投料0.460kg乙醇，能得到0.252kg乙烯，剩余0.023kg未反應(yīng)掉的乙醇。求算乙醇的轉(zhuǎn)化率、乙烯的產(chǎn)率和選擇性。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)力，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穩(wěn)定性與壽命單程壽命：催化劑在使用條件下，維持一定活性水平的時(shí)間（或催化劑在反應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，在活性和選擇性不變的情況下能連續(xù)使用的時(shí)間）?？倝勖夯钚韵陆岛蠼?jīng)再生又可恢復(fù)活性，繼續(xù)使用，累計(jì)總的反應(yīng)時(shí)間稱為總壽命。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Sg表示，單位m2/g。孔結(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、選擇性，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比表面和孔結(jié)構(gòu)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比表面和孔結(jié)構(gòu)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比表面和孔結(jié)構(gòu)孔隙分布在估計(jì)孔結(jié)構(gòu)對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機(jī)械性質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度的評價(jià)方法:(1)壓碎強(qiáng)度：均勻施加壓力到成型催化劑顆粒壓裂為止所承受的最大負(fù)荷，稱為催化劑的壓碎強(qiáng)度。(2)磨碎性能：流動床用催化劑與固定床用催化劑有別，其強(qiáng)度主要應(yīng)考慮其壓碎強(qiáng)度（表面強(qiáng)度）至于沸騰床用催化劑，則應(yīng)考慮其壓碎強(qiáng)度和磨損強(qiáng)度。催化劑磨損性能的測試，要求模擬其由摩擦造成的磨損。編輯ppt對工業(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，使其處于微米級或原子級的分散狀態(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載體載體在催化劑中同時(shí)也起化學(xué)作用，主要表現(xiàn)在：（1）提供活性中心（2）和活性中心作用，形成新的化合物或固溶體（3）載體-活性組分強(qiáng)相互作用（4）均相配位催化劑的固定化編輯ppt液體催化劑組成：（1）溶劑（2）活性組分（3）助催化劑（4）其他添加劑編輯ppt催化劑的結(jié)構(gòu)層次固體催化劑的構(gòu)成編輯ppt催化劑的結(jié)構(gòu)層次成型催化劑顆粒的構(gòu)成編輯ppt催化劑的結(jié)構(gòu)層次1、分散度固體催化劑可將組成顆粒的細(xì)度按其形成次序分為兩類：一類為初級粒子，其尺寸多為埃級(10-10m)，其內(nèi)部為緊密結(jié)合的原始粒子；另一類為次級粒子，大小為微米級<10-6m)，是由初級粒子以較弱的附著力聚集而成的。

編輯ppt催化劑的結(jié)構(gòu)層次2、化合態(tài)

固體催化劑中活性組分在催化劑中可以以不同化合態(tài)(金屬單質(zhì)，化合物，固熔體)存在，化合狀態(tài)主要指初級粒子中物質(zhì)的化合狀態(tài)。3、物相通常催化劑物相可分為非晶態(tài)相(無定形相)和晶態(tài)相(晶相)兩種，結(jié)晶相物質(zhì)又可分為不同晶相。例如，α-AI2O3比表面甚小,對于多數(shù)反應(yīng)來說它是缺乏催化活性的；但γ-AI2O3對許多反應(yīng)都有催化活性。

編輯ppt催化劑的結(jié)構(gòu)層次4、均勻度

在研究多組元物系固體催化劑時(shí)必須考慮物系組成的均勻度，包括化學(xué)組成和物相組成的均勻度。通常希望整個(gè)物系具有均勻的組成。例如，合金催化劑要求各部分組成一致。但是，由于制備方法與物質(zhì)的固有特性常常出現(xiàn)組分不均一現(xiàn)象。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)入到顆粒孔隙內(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?？障秲?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)中的物理過程粒度和線速度對轉(zhuǎn)化率的影響（SO2氧化成SO3)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)的化學(xué)過程催化循環(huán)分為：(1)非締合活化催化循環(huán)在催化反應(yīng)過程中催化劑以兩種明顯的價(jià)態(tài)存在，反應(yīng)物的活化經(jīng)由催化劑與反應(yīng)物分子間明顯的電子轉(zhuǎn)移過程，催化中心的兩種價(jià)態(tài)對于反應(yīng)物的活化是獨(dú)立的，這種催化循環(huán)稱為非締合活化催化循環(huán)。編輯ppt多相催化反應(yīng)的化學(xué)過程(2)締合活化催化循環(huán)在催化反應(yīng)過程中催化劑沒有價(jià)態(tài)的變化，反應(yīng)物分子活化經(jīng)由催化劑與反應(yīng)物配位，形成絡(luò)合物，再由絡(luò)合物或其衍生出的活性中間物種進(jìn)一步反應(yīng)，生成產(chǎn)物，并使催化劑復(fù)原，反應(yīng)物分子活化是在絡(luò)合物配位層中發(fā)生的，這種催化循環(huán)稱為締合活化催化循環(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。動力學(xué)控制對反應(yīng)操作條件也十分敏感。特別是反應(yīng)溫度和壓力對催化反應(yīng)的影響比對擴(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、金屬污染主要的金屬雜質(zhì):釩、鎳、鐵，以卟啉形式存在的金屬雜質(zhì)。主要危害：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。更大的危害是它的脫氫活性導(dǎo)致結(jié)焦的加快生成，而在再生過程中這些金屬氧化，它們的氧化物起氧化催化劑的作用，導(dǎo)致過大的燃燒速率，造成催化劑燒結(jié)。消除方法：一是用化學(xué)或吸附處理；二是在加工用原料中加添加物。編輯ppt催化劑的失活三、催化劑中毒催化劑中毒的原因，主要是原料中的所含的毒物，或者強(qiáng)吸附（多為化學(xué)吸附）在活性中心，或者與活性中心起化學(xué)作用，變?yōu)閯e的物質(zhì)，使活性中心中毒。另外，反應(yīng)產(chǎn)物中也可能有這樣的毒物。在催化劑制備過程中，載體內(nèi)所含的雜質(zhì)與活性組分相互作用而毒化活性中心。

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，對毒物沒有那么敏感，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V2O5是一種毒物，當(dāng)反應(yīng)溫度大于500℃時(shí)，V2O5對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)，人們會有意識地用少量堿性有機(jī)物毒化強(qiáng)酸中心提高固體酸催化劑的選擇性。編輯ppt幾種催化劑的毒物催化劑反應(yīng)毒物Ni、Pt、Pd、Cu加氫脫水S、S的化合物、Se、Te、P、As|、Sb、Bi、Zn、鹵化物、Hg、P、NH3、O2、CO（＜180℃）氧化鐵的氧化物、銀化合物、C2H2、H2S、砷化合物Co氫化裂化NH3、S、Se、Te、P的化合物Ag氧化CH4、C2H6V2O5、V2O3氧化砷化合物Fe氨合成O2、CO、H2O、C2H2、S的化合物加氫Bi、Se、Te、H2O、P的化合物氧化Bi合成汽油S的化合物活性白土、硅鋁、硅鎂烴的裂解、烷基化、異構(gòu)化、聚合喹啉、有機(jī)堿、水、重金屬化合物鉻鋁催化劑烴類芳構(gòu)化H2OFe3O4灰塵編輯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)樵诟邷叵拢?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，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

改善催化劑的燒結(jié)作用的最根本方法：第一，可以利用助催化劑來阻止移動微晶之間發(fā)生碰撞；第二，添加起選擇吸附作用的助催化劑可限制微晶間的轉(zhuǎn)移作用；第三，通過載體基質(zhì)的改性作用可減緩微晶和原子的遷移速率，從而阻止燒結(jié)發(fā)生。

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1.氧化燒炭法通過將催化劑孔隙中的含碳沉積物氧化為一氧化碳和二氧化碳除去，使催化劑恢復(fù)活性。2.補(bǔ)充組分法對于那些因組分流失而失活的催化劑，最適宜的再生方法是針對催化劑所流失的組分進(jìn)行補(bǔ)充。其補(bǔ)充的數(shù)量可以是過量補(bǔ)充，也可以是適量補(bǔ)充；補(bǔ)充的方式可以是連續(xù)補(bǔ)充或一次性補(bǔ)充；可以在反應(yīng)器內(nèi)補(bǔ)充，也可以將失活催化劑卸出反應(yīng)器后進(jìn)行補(bǔ)充。編輯ppt催化劑的再生3.洗滌法對于那些因催化劑表面被沉積的金屬雜質(zhì)，金屬鹽類或有機(jī)覆蓋引起的失活，可采用洗滌法將表面沉積物除去后使催化劑再生。4.可逆性中毒的再生方法（1）毒物的解析再生法（2）還原再生法（3）氧化再生法（4）吹掃法編輯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，在器外再生，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。對易積碳的催化裂化過程通常采用頻繁再生，即移動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固體催化劑制備方法常用固體催化劑的制造方法編輯ppt固體催化劑制備方法一、催化劑制備方法的選擇選定催化劑主要活性成分和次要活性成分催化劑制備準(zhǔn)備載體的選擇制成催化劑中間體洗凈干燥成型燒成設(shè)計(jì)制成催化劑編輯ppt二、催化劑制備單元操作二、催化劑制備單元操作1.沉淀

所謂“沉淀”就是在含金屬鹽類的溶液中，加入沉淀劑，以便生成水合氧化物或碳酸鹽的結(jié)晶或凝膠，再將生成的沉淀物分離、洗滌、干燥和焙燒后而得活性組分。編輯ppt催化劑制備單元操作2.膠凝生成凝膠的膠凝過程是沉淀的一種特殊情況，也是制備固體催化劑的重要步驟。從溶液中析出凝膠沉淀，需要經(jīng)過由分子或離子凝聚生成溶膠，以及溶液中膠體粒子凝結(jié)成凝膠這兩個(gè)過程。膠凝過程是指溶膠轉(zhuǎn)變成凝膠的過程，而沉淀物或凝膠重新分散成膠體顆粒，在轉(zhuǎn)變成溶膠的過程稱為膠溶過程。編輯ppt催化劑制備單元操作3.浸漬浸漬過程是一個(gè)簡單的操作，通常是將待負(fù)載組分的可溶性化合物，溶解在水或其他溶劑中，配制為給定濃度的浸漬溶液，然后與選擇和處理好的載體相混合，在一定條件下浸漬一段時(shí)間，濾去過剩溶液，干燥、煅燒和還原后，便得負(fù)載型催化劑。編輯ppt催化劑制備單元操作4.機(jī)械混合混合可以是任何兩相間進(jìn)行，可以是液-液混合、固-固混合（干式混合），也可以是液-固（濕式混合），如水凝膠與含水沉淀物的混合（濕混），含水沉淀物與固體粉末的混合（濕式），多種固體粉末之間的混合（干混）等。干式混合是一個(gè)物理過程，化學(xué)反應(yīng)不常見或不明顯；濕式混合則有較大的可能伴有化學(xué)反應(yīng)?；旌系哪康?，一是促進(jìn)物料間的均勻分布，提高分散度；二是產(chǎn)生新的物理性質(zhì)（如塑性），便于成型。編輯ppt催化劑制備單元操作5.離子交換離子交換劑是載有可交換離子的不溶性固態(tài)物質(zhì)。當(dāng)離子交換劑與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，這些離子能與同符號等當(dāng)量的其他離子相互交換，前者進(jìn)入溶液中，后者被吸取到交換劑上。載有可交換陽離子的交換劑稱為陽離子交換劑；載有可交換陰離子的交換劑稱為陰離子交換劑；既進(jìn)行陽離子交換的交換劑和陰離子的交換劑稱為兩性離子交換劑。編輯ppt催化劑制備單元操作6.成型固體催化劑總是以不同形狀和尺寸的顆粒在反應(yīng)器中使用，以使氣體通過床層時(shí)不至于產(chǎn)生過大的壓力降或氣體分布不均勻的現(xiàn)象。因而成型是一重要和必要的單元操作。從不同的角度出發(fā)，可以對成型方法進(jìn)行不同的分類，例如，從成型的形式和激勵出發(fā)，可以把成型方法分為自給造粒成型（滾動成球、噴動床成球等）和強(qiáng)制造粒成型（如壓片、擠條、破碎、滴液、噴霧干燥等）。編輯ppt催化劑的成型——壓片工藝顆粒形狀一致、大小均勻、表面光滑、強(qiáng)度高適用于固定床反應(yīng)器缺點(diǎn),生產(chǎn)能力的低，設(shè)備復(fù)雜壓片模具原料粉末編輯ppt催化劑的成型——壓片工藝比表面和孔結(jié)構(gòu)變化成型壓力提高，比表面積變小，然后有所回升（壓力更高時(shí)可使顆粒破碎）壓力提高，平均孔徑和總孔體積降低，孔分布平均化編輯ppt催化劑的成型——擠條工藝塑性好的物料（鋁膠等），或粉狀物加了粘結(jié)劑后可擠條成型強(qiáng)度低（可燒結(jié)補(bǔ)強(qiáng)）擠條過程分為原料輸送、壓縮、擠出、切條四個(gè)步驟。擠條模具原料粉末編輯ppt催化劑的成型——擠條工藝粉末細(xì)，粘結(jié)劑量多，易擠條成型但粘結(jié)劑量多，干燥后收縮，形狀難保持?jǐn)D條設(shè)備：為了使物料擠條成型，最重要的是擠條設(shè)備能連續(xù)而均勻地向物料施加足夠的壓力。比較簡單的擠條裝置是活塞式擠條機(jī)。編輯ppt催化劑的成型——噴霧工藝用霧化器將溶液分散為霧狀液滴，在熱風(fēng)中干燥而獲得微球型催化劑流化床催化劑大多用該法粗粉細(xì)粉熱風(fēng)漿液罐霧化器旋風(fēng)分離編輯ppt催化劑的成型——噴霧工藝顆粒直徑、粒度分布好調(diào)(選不同霧化器)干燥后不需粉碎，縮短了流程編輯ppt催化劑的成型——滾球工藝適用于球型催化劑的成型粒度均勻，形狀規(guī)則機(jī)械強(qiáng)度不高，表面粗糙編輯ppt催化劑的成型——滾球工藝粉末細(xì)，成型后機(jī)械強(qiáng)度高，但成球困難加入粘合劑（水），量少成球時(shí)間長，量大時(shí)造成多胞，難成球。加大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)和傾斜度，粒度下降；轉(zhuǎn)盤深，粒度大。編輯ppt催化劑制備單元操作7.活化催化劑在制備好以后，往往還要活化；除了干燥外，還需要較高溫度的熱處理，就是煅燒或在進(jìn)一步還原、氧化、硫化、羥基化等處理使催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姂B(tài)。使鈍態(tài)催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姂B(tài)催化劑的過程就是催化劑的活化。活化的目的在于使催化劑，特別是催化劑表面，形成催化反應(yīng)所需要的活性結(jié)構(gòu)。編輯ppt催化劑制備單元操作（1）煅燒有的鈍態(tài)催化劑經(jīng)過煅燒就可以轉(zhuǎn)化為活化態(tài)。煅燒的目的1）通過熱分解除掉易揮發(fā)組分而保留一定的化學(xué)組成，是催化劑具有穩(wěn)定的催化性能；2）借助固態(tài)反應(yīng)是催化劑得到一定的晶型、晶粒大小、孔隙結(jié)構(gòu)和比表面；3）提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。編輯ppt催化劑制備單元操作煅燒過程中催化劑發(fā)生的變化1）化學(xué)變化：如異丁烷脫氫所用鉻鉀鋁就是經(jīng)過823K空氣下煅燒而得：Al2O3H2O→Al2O3+H2O4CrO3→2Cr2O3+3O22KNO3→O2+2KNO2→K2O+NO+NO2煅燒一般為吸熱反應(yīng)，所以提高溫度有利于煅燒時(shí)分解反應(yīng)的進(jìn)行，降低壓力亦有利。編輯ppt催化劑制備單元操作2）比表面的變化：由于煅燒中的熱分解反應(yīng)除去易揮發(fā)組分，在催化劑中留下空隙，從而引起比表面的增加。但煅燒溫度過高會導(dǎo)致燒結(jié)的發(fā)生，催化劑的表面積不但不增加，反而減小。編輯ppt催化劑制備單元操作3）粒度變化：隨煅燒溫度升高和時(shí)間延長，催化劑晶粒變大。4）孔結(jié)構(gòu)變化：煅燒中，若發(fā)生燒結(jié)，微晶間發(fā)生黏附，使相鄰微晶搭成間架，間架所占空間成為顆粒中的孔隙。若其間架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，則孔容不發(fā)生變化；若其間架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。則煅燒溫度提高時(shí)引起孔容連續(xù)下降。編輯ppt催化劑制備單元操作催化劑的焙燒氣氛焙燒氣氛對催化性能有影響。Delmon研究焙燒氣氛對Pt晶粒大小的影響：H2氣氛下低溫即可還原，有利于生成分散度很好的金屬顆粒；空氣中焙燒有利于生成鉑的氧化物，此氧化物與載體Al2O3作用，使氧化物有很高的分散度；N2氣氛下350C以下鉑氨配合物不分解，以致于金屬容易長成較大的微晶。焙燒氣氛還可以引起其他性質(zhì)的變化。如TiO2-SiO2催化劑在空氣下焙燒，隨溫度升高表面酸性增大，若在真空中焙燒400C出現(xiàn)Ti3+，400C達(dá)最大值，再升高溫度，Ti3+下降。編輯ppt催化劑制備單元操作（2）活化經(jīng)過煅燒后的催化劑，相當(dāng)多的是以高價(jià)氧化物的形態(tài)存在的，如果要求所合成的催化劑為活潑的金屬或低價(jià)氧化物，則必須用氫或其他還原性氣體活化。催化劑的活化與活化溫度、壓力、程度和速度有關(guān)，與活化氣氛也密切相關(guān)。編輯ppt常用制備方法加工天然的硅鋁酸鹽，如膨潤土、硅藻土、羊甘土、蒙脫土及高嶺土等。為使用某一特定的催化反應(yīng)，加工時(shí)應(yīng)采用不同的方法和條件。如裂解反應(yīng)用的活性白土，就使用蒙脫土或高嶺土經(jīng)酸處理而得，酸處理中，這些黏土結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化而產(chǎn)生了酸性質(zhì)。一、天然資源的加工編輯ppt常用制備方法二、沉淀法原理：在含金屬鹽類的水溶液中，加進(jìn)沉淀劑，以便生成水合氧化物，碳酸鹽的結(jié)晶或凝膠。將生成的沉淀物分離，洗滌，干燥后，即得催化劑。1.沉淀過程和沉淀劑的選擇沉淀作用給予催化劑基本的催化劑屬性，沉淀物實(shí)際上是催化劑或載體的前驅(qū)物，對所制得的催化劑的活性、壽命和強(qiáng)度有很大影響。編輯ppt常用制備方法選擇沉淀劑應(yīng)滿足下列技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求⑴生產(chǎn)中常用的沉淀劑有：堿類（NH3·H2O、NaOH、KOH）；碳酸鹽（Na2CO3、(NH4)2CO3、CO2）；有機(jī)酸（乙酸、草酸）等。其中最常用的是NH3·H2O和(NH4)2CO3。⑵沉淀劑的溶解度要大，形成的沉淀物溶解度要小。⑶形成的沉淀物必須便于過濾和洗滌。⑷沉淀劑必須無毒，不應(yīng)造成環(huán)境污染。編輯ppt常用制備方法金屬鹽的選擇：金屬鹽一般首選硝酸鹽來提供無機(jī)催化劑材料所需的陽離子；金、鉑、鈀等貴金屬不溶于硝酸，但可溶于王水。溶于王水的貴金屬，經(jīng)加熱驅(qū)趕硝酸后可得相應(yīng)金屬氯化物，這些的濃鹽酸溶液，即為相應(yīng)的氯金酸、氯鉑酸、氯鈀酸等，可以獲得相應(yīng)的陽離子。編輯ppt常用制備方法2.沉淀?xiàng)l件的選擇⑴濃度溶液中生成沉淀的首要條件之一是其濃度超過飽和濃度溶液的飽和度溶液的過飽和度C：溶液濃度C*：溶液飽和濃度編輯ppt常用制備方法晶核生成、長大速度與溶液飽和度的關(guān)系溶液濃度對沉淀過程的影響表現(xiàn)在對晶核的生成和晶核生長的影響。1）晶核的生成。沉淀過程要求溶液中的溶質(zhì)分子或離子進(jìn)行碰撞，以便凝聚成晶體的微粒--晶核。這個(gè)過程稱為晶核的生成或結(jié)晶中心的形成。編輯ppt常用制備方法2）晶核的生長。晶核生成后更多的溶質(zhì)分子或離子向晶核的表面擴(kuò)散，使晶核長大的過程。晶核生長包括擴(kuò)散和表面反應(yīng)兩步，先擴(kuò)散至固液界面上，然后經(jīng)表面反應(yīng)進(jìn)入晶格。編輯ppt（2）沉淀溫度當(dāng)溶液中溶質(zhì)數(shù)量一定時(shí)，溫度高則過飽和度降低，使晶核生成的速率減?。粶囟鹊褪谷芤哼^飽和濃度增大，使晶核生成速率提高。一般溫度與晶核生成速率關(guān)系曲線存在極大值。晶核生成速率最大對應(yīng)的溫度低于晶核生長速率最大對應(yīng)的溫度，所以低溫一般得到小顆粒。常用制備方法編輯ppt常用制備方法編輯ppt常用制備方法（3）pH值編輯ppt（4）加料順序加料順序?qū)Τ恋砦镄再|(zhì)有較大影響。正加法：將沉淀劑加到金屬鹽類溶液中；倒加法：將鹽類溶液加到沉淀劑中。并加法：把金屬鹽溶液和沉淀劑同時(shí)按比例加到中和沉淀槽中。加料順序通過溶液pH值的變化而影響沉淀物的性質(zhì)，通過影響沉淀物的結(jié)構(gòu)而改變催化劑的活性，還影響粒徑的分布。常用制備方法編輯ppt常用制備方法以Cu-ZnO-Cr2O3為例：正加法得到Cu的碳酸鹽穩(wěn)定，倒加法得到的易于分解為氧化銅；正加慢加得到催化劑的比表面較小，而其它方法得到比表面較大；正加慢加得到的粒子大且不均勻，其它方法能得到較均勻的沉淀顆粒。編輯ppt常用制備方法⑸攪拌

攪拌加強(qiáng)溶液的湍動，減小擴(kuò)散層厚度δ、加大擴(kuò)散系數(shù)促進(jìn)晶核的生成,但對后者的影響微弱。隨著攪拌速度的提高值后,再繼續(xù)提高攪拌速度時(shí)，晶粒長大速度就基本不變。

編輯ppt常用制備方法（6）沉淀物的老化沉淀反應(yīng)終了后，將沉淀物與溶液在一定條件下接觸一段時(shí)間，（在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生一些不

可逆變化），稱為沉淀物的老化。老化階段的變化（或作用）：

①顆粒長大

②晶型完善及晶型轉(zhuǎn)化

③凝膠的脫水收縮

編輯ppt常用制備方法（7）沉淀物的過濾、洗滌、干燥、焙燒

1）過濾與洗滌

一般地說，雜質(zhì)的存在形式可能為：

①機(jī)械地?fù)诫s于沉淀中；

②粘著于沉淀的表面；

③吸附于沉淀的表面；

④包藏于沉淀內(nèi)部；

⑤成為沉淀中的化學(xué)組成之一。

各種雜質(zhì)的清除難易程度隨上述順序越來越難，前三種可用洗滌方法除去，后兩種不能洗滌除去。為了減少包藏性雜質(zhì)，要求原料溶液的濃度較低，在沉淀過程中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。為了避免第五種形態(tài)的雜質(zhì)，要求慎重地選擇沉淀反應(yīng)。編輯ppt常用制備方法(2)干燥

干燥是固體物料的脫水過程，通常在60~300℃下的空氣中進(jìn)行，一般對化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有影響，

但對催化劑的物理結(jié)構(gòu)，特別是孔結(jié)構(gòu)及機(jī)械強(qiáng)度會產(chǎn)生影響。焙燒是使催化劑具有活性的重

要步驟，在焙燒過程中既發(fā)生化學(xué)變化也發(fā)生物理變化。

編輯ppt常用制備方法焙燒有三個(gè)作用：

①除去化學(xué)結(jié)合水和揮發(fā)性物質(zhì)（CO2、NO2、NH3等），使之轉(zhuǎn)化成所需的化學(xué)成分和化學(xué)形態(tài)。氣體逸出后在催化劑中留下空隙，使內(nèi)表面增加。

②通過控制焙燒溫度，使基體物料向一定晶型或固溶體轉(zhuǎn)變。

③在一定的氣氛和溫度條件下，通過再結(jié)晶與燒結(jié)過程，控制微晶粒的數(shù)目與晶粒大小，從而控制催化劑的孔徑和比表面等，控制其初活性，還可以提高機(jī)械強(qiáng)度。

編輯ppt3、沉淀法的分類（1）單組分沉淀法單組分沉淀法是通過沉淀劑與一種待沉淀組分溶液作用以制備單一組分沉淀物的方法。既可以用來制備非貴金屬單組分催化劑或載體，與其他操作單元相配合，又可用來制備多組分催化劑。Al3++OH-Al2O3.nH2O焙燒α-Al2O3，γ-Al2O3，η-Al2O3載體Al2O3編輯ppt常用制備方法（2）共沉淀法（多組分共沉淀法）共沉淀法是將催化劑所需的兩個(gè)或兩個(gè)以上組分同時(shí)沉淀的一個(gè)方法。其特點(diǎn)是一次可以同時(shí)獲得幾個(gè)組分，而且各個(gè)組分的分布比較均勻。如果各組分之間能夠形成固溶體，那么分散度更為理想。所以共沉淀法常用來制備高含量的多組分催化劑或催化劑載體。編輯ppt常用制備方法Cu(NO3)2Zn(NO3)2Al(NO3)3溶液Na2CO3三元混合氧化物沉淀PH中性合成甲醇CuO-ZnO-Al2O3多個(gè)組分同時(shí)沉淀（各組分比例較恒定，分布也均勻）編輯ppt沉淀與共沉淀法制備流程編輯ppt（3）均勻沉淀法和超均勻沉淀法均勻沉淀法是在沉淀的溶液中加入某種試劑，此試劑可在溶液中以均勻的速率產(chǎn)生沉淀劑的離子或者改變?nèi)芤旱膒H值，從而得到均勻的沉淀物。如在鋁鹽中加入尿素，加熱到363373K，溶液中有如下反應(yīng)，并生成均勻的Al(OH)3沉淀：編輯ppt常用制備方法超均勻沉淀法的原理是將沉淀操作分成兩步進(jìn)行。首先，制備鹽溶液的懸浮層，并將這些懸浮層立刻混合成超飽和溶液，然后由此超飽和溶液得到均勻沉淀，兩步之間所需時(shí)間，隨溶液中組分及其濃度變化，通常需要數(shù)秒或數(shù)分鐘，這個(gè)時(shí)間是沉淀的引發(fā)期。在此期間，超飽和溶液處于界穩(wěn)狀態(tài)，直到形成沉淀的晶核為止。立即混合是操作的關(guān)鍵。編輯ppt超均勻沉淀法制備硅酸鎳催化劑。先將硅酸鈉溶液放入混合器，再將20%的硝酸鈉溶液慢慢倒至硅酸鈉溶液之上，最后將含硝酸鎳和硝酸的溶液慢慢倒于前兩個(gè)溶液之上。立即開動攪拌機(jī)，使其成為超飽和溶液。放置數(shù)分鐘至幾小時(shí)，便能形成超均勻的水凝膠式膠凍。用分離方法將水凝膠自母液分出或?qū)⒛z凍破碎成小塊，經(jīng)水洗、干燥和煅燒即得所需催化劑。這樣得到的催化劑其結(jié)構(gòu)與由氫氧化鎳和水合硅膠機(jī)械混合制得的催化劑是不同的。編輯ppt（4）沉淀浸漬法沉淀浸漬法是在浸漬法的基礎(chǔ)上輔以均勻沉淀法發(fā)展起來的一種新方法，即在浸漬液中預(yù)先配入沉淀劑母體，待浸漬單元操作完成之后，加熱升溫使待沉淀組分沉積在載體表面上。可以用來制備比浸漬法分布更加均勻的金屬或金屬氧化物負(fù)載型催化劑。編輯ppt常用制備方法（5）導(dǎo)晶沉淀法導(dǎo)晶沉淀法借助晶化導(dǎo)向劑（晶種）引導(dǎo)非晶形沉淀轉(zhuǎn)化為晶形沉淀的快速而有效的方法。最近普遍用來制備以廉價(jià)的水玻璃為原料的高硅鈉型分子篩，包括絲光沸石、Y型、X型合成分子篩。X,Y分子篩合成分子篩合成原料加晶種高結(jié)晶度晶化無定型物X，Y晶體轉(zhuǎn)化編輯ppt4、沉淀法制備催化劑舉例（1）Al2O3的制備（單組分沉淀法）先制成氧化鋁的水合物，再將其轉(zhuǎn)化為Al2O3。水合氧化鋁一般有四種：-Al2O33H2O：水氧鋁；-Al2O3H2O：水軟鋁石-Al2O33H2O：拜爾石；-Al2O3H2O：水硬鋁石常用制備方法編輯ppt常用制備方法常見氧化鋁按晶形分成8種，可歸為兩類：1）低溫氧化鋁（低于873K煅燒而得）：包括、、x、和型，統(tǒng)稱為族。2）高溫氧化鋁（在11731273K下煅燒而得）：包括、、三種類型，統(tǒng)稱為族。-Al2O3為最穩(wěn)定態(tài)，使高溫煅燒而得的惰性Al2O3，是一種比表面較小的載體。又稱剛玉。編輯ppt催化領(lǐng)域以-Al2O3和-Al2O3應(yīng)用最多，其實(shí)驗(yàn)室制備方法為：1）-Al2O3：將Al(NO3)3水溶液在不斷攪拌下緩慢加到NH4OH溶液中，將得到的沉淀立刻過濾、洗滌，并在393K下干燥50h，便得-Al2O33H2O。若再在873K煅燒24h，即得-Al2O3。2）-Al2O3：將Al(NO3)3水溶液在不斷攪拌下緩慢加到NH4OH溶液中，并在此過程中保持溶液的pH值在7以上，沉淀過程完成后放置4h，過濾后將濾餅倒入水中放置12h，再過濾后，于393K下干燥72h，得拜爾石-Al2O33H2O，在523K空氣氣氛下煅燒16h，再升溫至773K煅燒24h，即得-Al2O3。常用制備方法編輯ppt常用制備方法編輯ppt常用制備方法（2）分子篩的制備分子篩的制備主要通過混合液成膠、晶化、洗滌、成型及活化等步驟。為制備特定型號和性能的分子篩，還需進(jìn)行離子交換操作。編輯ppt常用制備方法NaY原粉Na型絲光沸石混合水玻璃硫酸鋁偏鋁酸鈉氫氧化鈉成膠晶化過濾洗滌干燥編輯ppt常用制備方法三、浸漬法將載體置于含有活性組分的溶液中浸泡，達(dá)到平衡后將剩余液體除去（或?qū)⑷芤喝拷牍腆w），再經(jīng)干燥、煅燒、活化，即得催化劑。浸漬溶液中所含的活性組分，應(yīng)具有溶解度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和受熱分解為穩(wěn)定化合物的特點(diǎn)，如硝酸鹽、乙胺鹽、胺鹽等。編輯ppt常用制備方法編輯ppt常用制備方法２、載體的選擇和浸漬液的配制（１）載體的選擇浸漬催化劑的物理性能在很大程度上取決于載體的物理性質(zhì)，載體甚至還影響到催化劑的化學(xué)活性。正確地選擇載體和對載體進(jìn)行必要的預(yù)處理，是采用浸漬法制備催化劑時(shí)首先要考慮的問題。載體的選擇要從物理因素和化學(xué)因素兩方面考慮。載體的種類繁多、作用各異。常用的載體有：硅膠、氧化鋁、分子篩、活性炭、硅藻土、碳纖維、碳酸鈣等。

編輯ppt載體的選擇原則：載體具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；載體應(yīng)具有適宜的密度，使其達(dá)到最佳工藝要求；載體應(yīng)具有合適的孔道、表面結(jié)構(gòu)及最佳孔徑分布；載體應(yīng)具有一定的粒徑與形狀；載體應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性，并具有合適的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容與熱膨脹系數(shù)；應(yīng)注意載體對催化劑活性的影響；載體原料來源廣泛、價(jià)格便宜，無污染。編輯ppt常用制備方法編輯ppt常用制備方法（２）浸漬液的配制

通常用活性組分金屬的易溶鹽配成溶液，所用的活性組分化合物應(yīng)該是易溶于水（或其它溶劑）的，且在煅燒時(shí)能分解成所需的活性組分，或在還原后變成金屬活性組分；同時(shí)還必須使無用組分，特別是對催化劑有毒的物質(zhì)在熱分解或還原過程中揮發(fā)除去。最常用的是硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)酸鹽（乙酸鹽、乳酸鹽等）。一般以去離子水為溶劑，但當(dāng)載體能溶于水或活性組分不溶于水時(shí)，則可用醇或烴作為溶劑。浸漬液的濃度必須控制恰當(dāng)。編輯ppt浸漬液的配制

要點(diǎn)：浸漬液的濃度必須控制恰當(dāng)溶液過濃不易滲透粒狀催化劑的微孔，活性組份在載體上也就分布不均，而且高濃度浸漬液容易得到較粗的金屬晶粒；溶液過稀，一次浸漬達(dá)不到所要求的負(fù)載量，要采用反復(fù)多次浸漬法。編輯ppt3.浸漬過程（1）干浸漬階段；（2）濕浸漬階段；（3）干燥階段4、活性組分在載體上的分布與控制

浸漬時(shí)溶解在溶劑中含活性組份的鹽類（溶質(zhì)）在載體表面的分布，與載體對溶質(zhì)和溶劑的吸附性能有很大的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究表明：要獲得活性組份的均勻分布，浸漬液中活性組份的含量要多于載體內(nèi)、外表面能吸附的活性組份的數(shù)量，并且分離出過多的浸漬液后，不要馬上干燥，要靜置一段時(shí)間，讓吸附、脫附、擴(kuò)散達(dá)到平衡，使活性組份均勻的分布在孔內(nèi)的孔壁上。

編輯ppt常用制備方法4、活性組分在載體上的分布與控制

均勻型催化劑蛋殼型催化劑蛋白型催化劑蛋黃型催化劑在載體內(nèi)的活性組分分布情況當(dāng)催化劑顆粒的內(nèi)擴(kuò)散阻力大的時(shí)候，反應(yīng)優(yōu)先在外表面附近發(fā)生，把活性組分負(fù)載在外表面附近可以有效利用活性組分；當(dāng)反應(yīng)物中含有微量毒物，易在催化劑上沉積，沉積是從外表面開始發(fā)生，使用蛋白型催化劑就可以保護(hù)活性組分不中毒，可延長使用壽命。編輯ppt常用制備方法5、浸漬法的原理：當(dāng)多孔載體與溶液接觸時(shí)，由于表面張力作用而產(chǎn)生的毛細(xì)管壓力，使溶液進(jìn)入毛細(xì)管內(nèi)部，然后溶液中的活性組分再在細(xì)孔內(nèi)表面吸附。當(dāng)水分蒸發(fā)后，活性物質(zhì)就留在載體表面上，再經(jīng)干燥和焙燒，活性組分的鹽類發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變成金屬或金屬氧化物，這樣就制得了負(fù)載型的催化劑。編輯ppt常用制備方法6.各類浸漬法（1）過量浸漬法將載體浸入過量的浸漬溶液中（浸漬液體超過可吸收體積），待吸附平衡后，瀝去過剩溶液，干燥，活化后再得催化劑成品。（2）等體積浸漬法將載體與正好可吸附量的浸漬溶液相混合，浸漬溶液剛好浸漬載體顆粒而無過剩。編輯ppt常用制備方法（3）多次浸漬法重復(fù)多次的浸漬、干燥、焙燒可制得活性物質(zhì)含量較高的催化劑可避免多組分浸漬化合物各組分競爭吸附。

⑷蒸汽浸漬法

借助浸漬化合物的揮發(fā)性以蒸汽相的形式載于載體上的制備方法。編輯ppt常用制備方法（5）流化噴灑浸漬法

浸漬溶液直接噴灑到反應(yīng)器中處于流化狀態(tài)的載體上，完成浸漬后，進(jìn)行干燥和焙燒。該法只適用于流化床反應(yīng)器所使用的細(xì)粉狀催化劑。編輯ppt常用制備方法（6）浸漬沉淀法將浸漬溶液滲透到載體的空隙，然后加入沉淀劑使活性組分沉淀于載體的內(nèi)孔和表面吸附H2PtCl6鹽酸溶液載體再加入NaOH載體沉淀氫氧化鉑沉淀先浸漬易還原粒子細(xì)編輯ppt常用制備方法7.浸漬條件的影響（１）載體性質(zhì)的影響氧化鋁載體的比表面、孔體積和孔分布以及晶型結(jié)構(gòu)，對載體是有影響的。（２）浸漬液性質(zhì)的影響在浸漬期間不應(yīng)出現(xiàn)沉淀或結(jié)晶的現(xiàn)象，最好應(yīng)長期穩(wěn)定，以利重復(fù)使用。（３）競爭吸附劑的影響多孔載體在吸附溶質(zhì)的同時(shí)也吸附了溶劑，這樣就產(chǎn)生了溶質(zhì)與溶劑之間的競爭吸附現(xiàn)象。編輯ppt常用制備方法競爭吸附劑的擴(kuò)散性能競爭吸附劑的分子大小及其取向；競爭吸附劑的吸附平衡常數(shù)競爭吸附的化學(xué)作用（４）浸漬時(shí)間但必須注意，浸漬時(shí)間不等于滲透時(shí)間。如果載體對溶質(zhì)沒有吸附作用，負(fù)載全靠溶質(zhì)濃縮結(jié)晶沉積，則可認(rèn)為滲透時(shí)間等于浸漬時(shí)間；如果有吸附作用，要使溶質(zhì)在載體表面分散均勻，溶質(zhì)必須在孔內(nèi)建立吸附平衡，這需要一段比滲透時(shí)間長得多的浸漬時(shí)間。編輯ppt常用制備方法（５）浸漬液濃度編輯ppt常用制備方法

７、浸漬顆粒的熱處理（１）干燥過程中活性組分的遷移用浸漬法制備催化劑時(shí)，毛細(xì)管中浸漬液所含的溶質(zhì)在干燥過程中會發(fā)生遷移，造成活性組分的不均勻分布。為了減少干燥過程中活性組分的遷移，常采用快速干燥法，使溶劑迅速蒸發(fā)，溶質(zhì)迅速析出。有時(shí)亦可采用稀溶液多次浸漬來加以改善。

編輯ppt常用制備方法（2）煅燒與活化（還原）

煅燒使浸漬在載體上的鹽類發(fā)生分解以得到活性組分。在焙燒過程中，活性組分晶粒會長大，導(dǎo)致了活性表面積減小。

還原條件對金屬的分散度也有影響。①在不發(fā)生燒結(jié)的前提下，盡可能高地提高還原溫度。②使用較高的還原氣空速。③盡可能地降低還原氣體中水蒸氣的分壓。編輯ppt常用制備方法（３）互溶與固相反應(yīng)

在熱處理過程中活性組分和載體之間可能生成固溶體或化合物，可以根據(jù)需要采用不同的熱處理?xiàng)l件，促使或避免它們生成。

表700℃以下二元氧化物的互溶性編輯ppt常用制備方法８、浸漬法的優(yōu)缺點(diǎn)⑴浸漬法所制得的催化劑，其表面積與孔結(jié)構(gòu)接近于所用載體的數(shù)據(jù)，因此可使成品的宏觀結(jié)構(gòu)預(yù)先受到控制，即可根據(jù)反應(yīng)所要求的催化劑宏觀結(jié)構(gòu)，選擇所需的載體。⑵在適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件下，活性組分可以均勻的薄層附著在載體表面上，因此大大提高了活性組分的利用率，這對用貴金屬為活性組分的催化劑尤為有利。⑶浸漬法所涉及的過程比用沉淀法單純得多，而且在工藝上也比較簡單。用浸漬法制備催化劑，技術(shù)上比較容易掌握。

編輯ppt常用制備方法問題：①活性組分原料中所不需要的部分最好能經(jīng)熱分解除去，故常用硝酸鹽或銨鹽為原料；②浸漬物干燥后，一般不能用洗滌法或離子交換法脫除雜質(zhì)；③活性組分常常是物理附著在載體表面上，使用時(shí)有時(shí)會由于活性組分附著不牢而流失。編輯ppt浸漬法實(shí)例鉑/氧化鋁-----重整催化劑—將汽油中直鏈烴芳構(gòu)化

載體（99.9%Al2O3）成型1/6*1/6英寸預(yù)處理：比表面250m2/g,0.56ml/g540oC活化、冷卻、浸漬鉑氯酸0.2-0.6%120oC干燥590oC活化焙燒分解高溫活化還原負(fù)載型重整催化劑編輯ppt浸漬法（多次浸漬）實(shí)例鎳/氧化鋁-----重整催化劑—將甲烷或石腦油重整制合成氣Al2O3+鋁酸鈣水泥+石墨+水成型16*16*6mm預(yù)處理：120oC干燥、1400oC焙燒,得載體熔融浸漬硝酸鎳10-20%干燥、活化焙燒分解熔融浸漬硝酸鎳10-20%干燥、活化焙燒分解負(fù)載型鎳催化劑編輯ppt2.5共混合法四、混合法混合法是工業(yè)上制備多組分催化劑最簡單的方法。其原理是將組成催化劑的各種組分以粉狀粒子的形態(tài)在球磨機(jī)或碾合機(jī)內(nèi)邊磨細(xì)邊混合，使各組分粒子之間盡可能均勻分散。混合法又分為干法和濕法兩種?；旌戏▋?yōu)點(diǎn)：①簡單、生產(chǎn)量大、成本低，適用于大批量催化劑的生產(chǎn)。②干式混合法缺點(diǎn)是催化劑各組分間難以混合均勻，組分間相互作用程度小，難以協(xié)同起催化作用，催化劑的活性、穩(wěn)定性較沉淀法、浸漬法的差；此外，在生產(chǎn)過程中粉塵大、勞動條件惡劣，尤其是生產(chǎn)毒性較大的催化劑時(shí)，對工人身體損害很大。編輯ppt③濕式混和法可以改善組分間混合均勻程度，加深組分間的相互作用程度，并可降低生產(chǎn)過程中粉塵量，改善勞動條件。編輯ppt四、熱分解法熱分解法也是制備金屬氧化物催化劑的主要手段之一，常選用易分解的硝酸鹽、碳酸鹽、甲酸鹽、草酸鹽和醋酸鹽進(jìn)行熱分解成為氧化物，再用H2還原為金屬。此法亦可用于制備多組分催化劑，是將一些雜多酸鹽熱解。采用熱分解法時(shí)，必須重視原料的組成（包括來源）和熱解條件（主要是溫度和氣氛）。

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。