稀土在石化催化剂中的应用

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稀土在催化剂中的应用

稀土在催化剂中的应用

稀土在催化剂中的应用
稀土在催化剂中的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面:
1. 稀土催化剂可广泛用于有机合成过程中。

稀土催化剂能促进不对称合成、氢化、氧化、烷基化、缩醛、羟基化、醚化、氨基化等一系列有机反应。

稀土催化剂不仅可以提高反应速度和收率,还可以选择性地得到特定产物。

2. 稀土催化剂广泛应用于石化工业中。

稀土催化剂在石化催化裂化、重整、氢化、异构化等过程中发挥重要作用。

稀土催化剂能提高反应效率、产品收率和选择性,降低生产成本。

3. 稀土催化剂在环境保护领域中的应用。

稀土催化剂在汽车尾气净化系统中广泛应用,能有效催化氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物的净化。

稀土催化剂还可用于处理废水、废气和固体废物,降低有害物质的排放和处理成本。

总之,稀土催化剂在有机合成、石化工业和环境保护等领域中发挥着重要的作用,具有广泛的应用前景。

稀土催化剂的研究和开发对于推动绿色化学工业的发展具有重要意义。

稀土催化燃烧技术的研究与应用

稀土催化燃烧技术的研究与应用

稀土催化燃烧技术的研究与应用一、稀土元素简介稀土元素是指元素周期表中第57至71号元素的总称,也称为镧系元素。

稀土元素具有独特的物理和化学性质,广泛应用于不同领域。

二、稀土元素在燃烧催化技术中的应用1. 催化剂稀土元素可以作为燃烧催化剂的主要成分。

由于其具有高反应活性和选择性、良好的热稳定性和抗腐蚀性等特点,稀土催化剂被广泛应用于环境保护、清洁能源等领域。

2. 提高燃烧效率稀土元素还可以作为燃料添加剂,在燃烧过程中提高燃烧效率,减少尾气排放。

稀土元素添加剂可以减少燃料的自由基反应和三次化学反应,提高燃烧的温度和速率,从而减少燃料的消耗和污染物的排放。

3. 清除尾气中的有害物质稀土元素也可以作为尾气处理剂,清除尾气中的有害物质。

稀土元素可以通过其特殊的化学性质来吸附和分解尾气中的污染物,从而达到清洁尾气的目的。

三、稀土催化燃烧技术的研究1. 稀土催化剂的合成稀土催化剂的合成是稀土催化燃烧技术研究的一大重点。

目前,常用的稀土催化剂合成方法包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、微波法等。

2. 稀土催化燃烧机理的研究稀土催化燃烧技术的研究还涉及到其机理的研究。

通过对稀土催化燃烧过程中的化学反应和热力学过程的分析和研究,可以进一步深入了解催化剂的功效和机制,从而引导催化剂的研究和应用。

3. 稀土催化剂的性能测试和评估稀土催化剂的性能测试和评估也是稀土催化燃烧技术的研究焦点之一。

对于稀土催化剂的活性、选择性、热稳定性和抗腐蚀性等方面进行测试和评估,从而提高催化剂的性能和应用效果。

四、稀土催化燃烧技术在环保、清洁能源等领域中的应用1. 环保领域稀土催化燃烧技术在环保领域中应用广泛,它可以减少尾气中的污染物排放,如CO、NOx和PM等。

在市政府管理、污水处理、垃圾处理和污染源控制等领域中,稀土催化燃烧技术都有着广泛的应用。

2. 清洁能源领域稀土催化燃烧技术在清洁能源领域中也有着广泛的应用。

通过稀土元素添加剂来提高燃料的热值和燃烧效率,从而减少燃料的消耗和污染物的排放。

稀土材料在催化剂领域中的应用与前景展望

稀土材料在催化剂领域中的应用与前景展望

稀土材料在催化剂领域中的应用与前景展望引言稀土材料作为一类特殊的化合物,具有丰富的化学活性和独特的物理性质,在各个领域都有广泛的应用。

催化剂领域也不例外,稀土材料因其独特的电子结构和晶体结构,能够提供活性位点和调控反应路径,为催化剂设计和应用带来了新的机遇和挑战。

本文将着重讨论稀土材料在催化剂领域中的应用,并展望其未来发展的前景。

稀土材料在催化剂设计中的应用1.催化剂的构建稀土材料在催化剂设计中常常被用作载体材料,其高表面积和丰富的氧化态能够提供更多的催化活性位点。

此外,稀土材料还能够通过控制晶体结构和表面性质来调控催化剂的活性和选择性。

2.催化反应的催化剂稀土材料因其特殊的化学活性和表面性质,在很多催化反应中具有良好的催化性能。

例如,CeO2材料在三次氧化反应中表现出优异的催化活性和稳定性。

稀土材料还可以作为催化剂的助剂,通过改变表面活性位点或调整反应的反应路径来实现更高的催化效果。

3.稀土材料在催化剂中的应用案例(1)稀土金属氧化物在汽车尾气催化剂中的应用CeO2材料被广泛用于汽车尾气中氧化还原反应的催化剂中。

其在催化剂中的应用主要体现在其高氧存量和自由氧活性,能够提供更多的氧化态Cu和Pd的活性位点,实现更高的氧化还原效果。

(2)稀土催化剂在石化催化加氢中的应用石化催化加氢反应是石化工业中重要的反应之一,稀土材料在其中具有良好的催化效果。

以LaNi5为例,其在石化催化反应中具有较高的催化活性和稳定性,能够有效提高石化产品的质量和产率。

(3)稀土材料在催化剂中的纳米级调控稀土材料的纳米级调控给催化剂的设计和应用带来了更多的可能性。

通过调控稀土材料的晶体结构和表面性质,可以实现催化剂的选择性调控和活性增强。

例如,通过调控CeO2催化剂的晶体结构,可以实现对CO和NOx的高选择性催化还原。

稀土材料在催化剂领域中的前景展望1.稀土材料的合成和表征技术的发展随着合成和表征技术的不断发展,人们对稀土材料的理解和认识也越来越深入。

稀土材料在催化剂中的应用研究

稀土材料在催化剂中的应用研究

稀土材料在催化剂中的应用研究稀土材料,这听起来是不是有点高大上?但其实它和咱们的生活息息相关,特别是在催化剂这个领域里,那可是有着大作用!我先给您讲讲啥是稀土材料。

稀土可不是土里长出来的稀罕蔬菜,而是一组特殊的金属元素,像镧、铈、镨、钕等等。

这些元素在地球上的含量不算多,所以叫“稀土”。

咱们来聊聊稀土材料在催化剂中的应用。

就拿汽车尾气净化来说吧,这可是个大问题。

以前,汽车尾气排放那叫一个污染严重,空气都变得糟糕。

但是有了稀土材料制成的催化剂,情况就大不一样啦!稀土催化剂能够有效地把有害气体,比如一氧化碳、氮氧化物等,转化为无害的物质。

我记得有一次在路上,看到一辆老旧的汽车,屁股后面冒着黑烟,那气味刺鼻得很。

当时我就在想,如果这辆车能用上含有稀土材料的催化剂,那尾气排放肯定能达标,也不会这么污染环境了。

再比如说石油化工领域。

在炼油过程中,需要进行各种化学反应来提高油品质量。

稀土催化剂就能在这个过程中发挥重要作用,它可以提高反应的效率和选择性,让炼油变得更加高效和环保。

还有在工业生产中的一些化学反应,稀土催化剂也能大展身手。

比如说合成氨,这可是制造化肥的重要步骤。

稀土催化剂能让这个反应进行得更顺利,提高产量,降低成本。

稀土材料在催化剂中的应用,不仅提高了生产效率,还降低了对环境的影响。

这就像是给化学反应配上了一把神奇的钥匙,打开了高效、环保的大门。

但是呢,稀土材料的应用也不是一帆风顺的。

在研究和开发的过程中,科学家们也遇到了不少难题。

比如说,如何提高稀土催化剂的稳定性,让它能在各种条件下都保持良好的性能;如何降低成本,让稀土催化剂能够更广泛地应用等等。

不过,随着科技的不断进步,这些问题也在逐步得到解决。

相信在未来,稀土材料在催化剂中的应用会越来越广泛,为我们的生活带来更多的便利和环保。

总之,稀土材料在催化剂中的应用,是一个充满挑战和机遇的领域。

它就像一个隐藏在幕后的英雄,默默地为我们的生活变得更美好而努力着。

稀土材料在催化剂领域中的应用及研究

稀土材料在催化剂领域中的应用及研究

稀土材料在催化剂领域中的应用及研究引言催化剂在化学领域中发挥着重要的作用,通过提高反应速率和选择性,催化剂可以促使化学反应在相对温和的条件下进行。

稀土材料因其特殊的电子结构和化学性质,近年来在催化剂领域中的应用和研究受到越来越多的关注。

本文将介绍稀土材料在催化剂领域中的应用及最新研究进展。

稀土催化剂的分类稀土催化剂可以根据其物理性质和化学成分进行分类。

根据物理性质,稀土催化剂可以分为氧化物、氧化物基复合物、负载催化剂等几类;根据化学成分,可以分为单一稀土催化剂和多组分稀土催化剂。

氧化物催化剂氧化物催化剂是最常见的稀土催化剂之一,其具有较高的催化活性和选择性。

以二氧化铈(CeO2)为代表的氧化物催化剂被广泛应用于CO氧化、NO氧化和有机物氧化等反应中。

研究表明,CeO2具有较高的氧存储容量和氧释放特性,这使其在氧还原反应中表现出优异的性能。

氧化物基复合物催化剂氧化物基复合物催化剂由稀土氧化物与其他金属氧化物组成。

这类催化剂具有更复杂的结构和更多的反应中心,因此具有更高的催化性能。

以Ce-Zr-O为代表的氧化物基复合物催化剂在汽车尾气处理和石化产业中广泛应用。

研究发现,Ce-Zr-O催化剂具有较高的氧存储容量和较低的氧稳定性,使得其在低温汽车尾气处理中表现出优异的性能。

负载催化剂负载催化剂是将稀土材料负载在二氧化硅、氧化铝等载体上形成的催化剂。

负载催化剂具有较高的比表面积和更好的分散性,能够提高催化剂的活性和稳定性。

稀土金属氧化物的负载催化剂在乙烯氧化、硝基苯加氢等反应中展示出良好的催化性能。

此外,负载催化剂还能改善稀土材料的抗碳积和抗硫化能力,延长催化剂的使用寿命。

单一稀土催化剂和多组分稀土催化剂单一稀土催化剂是指由单一稀土元素构成的催化剂,如Ce、La等。

多组分稀土催化剂是指由多种不同稀土元素组成的催化剂,如La-Ce、La-Pr等。

单一稀土催化剂在甲烷催化氧化和芳烃异构化等反应中表现出良好的催化性能。

稀土材料在化学催化剂中的应用前景

稀土材料在化学催化剂中的应用前景

稀土材料在化学催化剂中的应用前景引言化学催化剂在各个领域中都有着广泛的应用,例如能源转换、环境保护和化学合成等。

然而,传统的催化剂在一些复杂和高温高压环境下表现出的稳定性和活性往往无法满足需求。

因此,研究人员开始关注一些新型催化剂,如稀土材料,在化学催化领域中的应用前景。

本文将探讨稀土材料在化学催化剂中的潜在应用前景。

稀土材料的特性稀土元素是指周期表中的镧系元素,包括15个元素,从镧(La)到镥(Lu)。

这些元素具有丰富的化学活性和电子结构特性,使得稀土材料在催化领域中具有独特的性能。

以下是稀土材料常见的一些特性:1.多价性:稀土元素具有多个氧化态,能够在不同氧化态之间转换,从而实现不同的催化反应。

2.离子半径:稀土元素的离子半径相对较小,表面活性位点丰富,有助于提高催化活性。

3.晶格异常效应:稀土元素在晶格中的引入可以改变晶格结构,从而影响反应物和反应产物的吸附和解离过程,提高催化效率。

稀土材料在化学催化中的应用1. 氧化反应催化剂稀土材料在氧化反应催化中展示出了良好的催化活性和选择性。

例如,稀土氧化物在甲烷燃烧和汽车废气处理中展示出了出色的催化性能。

此外,稀土材料还可用于二氧化碳还原反应、甲醇和乙醇的部分氧化等催化过程。

2. 转化反应催化剂稀土材料还可以作为转化反应催化剂,包括氢氧化对苯二甲酸酯的转化、脂肪酸的催化裂化、芳烃的氢解等。

这些反应在有机合成和能源领域中具有重要的应用价值。

3. 电化学催化剂稀土材料在电化学催化领域中也有着广泛应用。

例如,稀土金属氧化物可以作为阳极催化剂用于燃料电池中的氧还原反应。

此外,稀土材料还可以应用于电解水制氢、二氧化碳还原、电化学合成等反应中。

4. 光催化剂稀土材料也被广泛应用于光催化领域。

稀土元素的电子结构使得稀土材料对光的吸收范围较宽,可以对可见光和紫外光进行有效的吸收和转换。

因此,稀土材料被用作光催化剂来进行水分解、二氧化碳还原和有机物降解等光催化反应。

稀土在催化材料中的应用现状及发展趋势资料

稀土在催化材料中的应用现状及发展趋势资料
广东炜林纳功能材料司目前可产稀土劣剂包括用于聚烯烃和聚氯广东炜林纳功能材料司目前可产稀土劣剂包括用于聚烯烃和聚氯乙烯塑料的热稳定剂晶型成核剂加工劣剂润滑剂表面处理乙烯塑料的热稳定剂晶型成核剂加工劣剂润滑剂表面处理剂等产品剂等产品33万万tt年其产品性能无毒高效多功能
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稀土在催化材料中的应用现状 及发展趋势
2019/4/10 10
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稀土催化材料在高分子材料方面的应用
我国在稀土的应用研究工作起步较早,尚处于国际领先地位。80 年代中期,上海跃龙化工厂、包头塑料研究所等推出了RE-I 型稀 土稳定剂。1989 年,上海跃龙化工厂研制出无毒稀土镧系复合膏 状稳定剂。近年来,稀土化合物在高分子塑料助剂方面的研究应 用,经过20 多年的发展,已取得了许多令人瞩目的成果。 内蒙古科技大学等针对镧、铈的应用,已经开展了轻稀土稳定剂 的研究,制备了轻稀土的硬脂酸、环烷酸和脂肪酸等类稳定剂。 广东炜林纳功能材料司目前可产稀土助剂(包括用于聚烯烃和聚 氯乙烯塑料的热稳定剂、晶型成核剂、加工助剂、润滑剂、表面 处理剂等产品)3万t/年,其产品性能无毒、高效、多功能,市场 售价比国外同类传统产品低20%~30%,性价比优于相关传统助剂 长春应化所在锦州石化2万t/年的稀土顺丁橡胶装置投产,标志着 我国又一自主开发的大品种合成稀土橡胶的开发成功。 11 2019/4/10
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稀土催化材料在高分子材料方面的应用
20世纪60年代,在高分子材料中掺杂稀土化合物出现的特殊功 效引起了科学界和工业界的高度关注。20世纪70年代日本学者发现 轻稀土化合物可作为PVC热稳定剂,有明显的稳定效果,并且无毒 无害、性价比高。法、俄等国在这方面也做了大量的研究。 稀土化合物在高分子材料合成、加工及功能化方面均具有独特 而显著的功效。 应用主要分为两大类型: 一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散在单体或聚合物中, 制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子; 二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合,或稀土化合物配 位在聚合物侧链上,获得以键合方式存在的含稀土的聚合物,称为 键合型稀土高分子。 稀土化合物作为高分子材料助剂,不仅能赋予材料以特殊的性 能,还可能显著地改善塑料的加工性能和其他性能。

稀土材料在催化反应中的应用研究

稀土材料在催化反应中的应用研究

稀土材料在催化反应中的应用研究稀土材料,这几个字一听,是不是感觉特别高大上?其实啊,它们就在我们身边,而且在催化反应里起着相当重要的作用呢!先给大家讲讲我之前的一个小经历。

有一次,我去参加一个化学研讨会,会上一位专家正在介绍稀土材料在催化反应中的应用。

我当时听得那叫一个入迷,就像发现了新大陆一样。

专家说,稀土材料就像是化学反应中的“魔法小精灵”,能让原本慢吞吞的反应瞬间变得高效又迅速。

咱们先来了解一下啥是稀土材料。

稀土材料啊,是由 17 种元素组成的,像镧、铈、镨等等。

这些元素虽然在地球上的含量不算多,但它们的性质独特,在很多领域都能大显身手。

在催化反应中,稀土材料的作用可大了去了。

比如说在汽车尾气净化这个方面,稀土催化剂能把那些有害的气体,像一氧化碳、氮氧化物等,转化成无害的物质。

这就好比给汽车装上了一个超级过滤器,让尾气变得干净又环保。

再比如说,在石油化工领域,稀土材料能帮助提高石油的加工效率和产品质量。

想象一下,原本需要经过繁琐步骤才能得到的高品质油品,有了稀土材料的助力,一下子变得简单多了。

还有在环保领域,稀土材料可以用于废水处理。

它能加速废水中有害物质的分解和转化,让脏兮兮的废水重新变得清澈透明。

而且啊,稀土材料的稳定性还特别好。

不像有些催化剂,用着用着就“罢工”了,稀土材料能长时间保持高效的催化性能。

不过呢,稀土材料在催化反应中的应用也不是一帆风顺的。

研究人员在探索的过程中也遇到了不少难题。

比如说,如何让稀土材料与其他物质更好地结合,发挥出最大的催化效果;还有,怎样降低稀土材料的使用成本,让它能更广泛地应用于实际生产中。

但科研人员可不会轻易被这些难题打倒。

他们不断地尝试、改进,就像一群勇敢的探险家,在未知的领域里努力寻找着宝藏。

我相信,随着科技的不断进步,稀土材料在催化反应中的应用会越来越广泛,给我们的生活带来更多的惊喜和便利。

说不定未来的某一天,我们的环境会因为稀土材料的应用变得更加美好,汽车尾气不再污染空气,废水都能变成可以直接饮用的纯净水。

稀土材料在化学催化领域的应用研究

稀土材料在化学催化领域的应用研究

稀土材料在化学催化领域的应用研究1. 引言稀土元素是指地球化学系列中的镧系元素和锶、铯、铕、钷五种元素。

由于稀土元素具有特殊的电子壳层结构和独特的磁性、光学和催化活性,因此在化学催化领域具有广泛的应用前景。

本文将综述稀土材料在化学催化领域的应用研究,并探讨其优势、挑战及未来发展方向。

2. 稀土材料在催化反应中的应用稀土材料在催化反应中扮演着重要的角色,可以用于加速反应速率、提高产物选择性、改善催化剂的稳定性等方面。

以下是几个常见的稀土材料在化学催化领域的应用案例:2.1 氧化镨催化剂在汽车尾气净化中的应用氧化镨是一种常见的稀土材料,具有良好的氧存储和还原性能。

在汽车尾气净化中,氧化镨可以作为催化剂的组成部分,协助将有害气体如一氧化碳和氮氧化物转化为无害的二氧化碳和氮气。

研究表明,氧化镨催化剂不仅具有高的催化活性和选择性,而且具有较好的耐高温性能,因此被广泛应用于汽车尾气净化系统中。

2.2 稀土金属催化剂在石油加工中的应用稀土金属催化剂在石油加工中具有重要作用。

例如,氧化铈、钐等稀土金属可以作为触媒组分应用于液相催化裂化、加氢处理和脱硫反应等重要反应中。

这些催化剂具有较高的活性和选择性,能够有效地促使石油加工过程中的化学反应进行,从而提高产率和改善产品质量。

2.3 稀土增强型催化剂在化学合成中的应用稀土元素的引入可以显著改变催化剂的活性和选择性。

稀土增强型催化剂已被广泛应用于化学合成领域,例如氧化锆-稀土复合催化剂在酸碱催化和酯化反应中的应用。

通过合理设计催化剂的组成和结构,可以提高反应速率、改善产物选择性,从而有效地促进化学合成过程的进行。

3. 稀土材料在化学催化领域的优势和挑战稀土材料在化学催化领域具有诸多优势。

首先,稀土元素具有独特的电子壳层结构,使得稀土材料具有特殊的催化活性和选择性。

其次,稀土材料的化学性质可以通过控制合成方法和条件进行调节,具有较高的可控性。

此外,稀土材料具有优异的热稳定性和机械强度,适用于高温、高压的工业催化反应。

稀土催化剂的现状及发展趋势

稀土催化剂的现状及发展趋势

稀土催化剂的现状及发展趋势稀土是一种重要的元素,具有多种优异的催化活性,被广泛应用于化学、化工、能源等领域。

稀土催化剂涵盖了多种催化剂类型,如氧化还原催化剂、金属催化剂、碳纳米管催化剂等,具有不同的催化性能。

目前,稀土催化剂在工业化生产中得到广泛应用,尤其是在化学反应速率较低的情况下,稀土催化剂能够显著提高反应速率,降低反应成本。

以下是稀土催化剂的现状及发展趋势:现状:1. 氧化还原催化剂:稀土催化剂被广泛应用于氧化还原反应中,如氢氧化物、酸、碱反应、氧化反应等。

目前,最常用的稀土氧化物催化剂是铌酸钔催化剂,具有高效的还原反应活性和稳定性。

2. 碳纳米管催化剂:碳纳米管是一种新型的催化剂材料,具有优异的催化性能和稳定性。

稀土氧化物碳纳米管催化剂具有催化剂尺寸小、活性高、稳定性好等特点,在电解水制氢、制氧、有机物降解等领域中得到了广泛应用。

3. 金属催化剂:稀土金属催化剂具有优异的催化活性和选择性,应用于多种反应中,如酸催化氧化、氧化还原、电催化反应等。

目前,最常用的稀土金属催化剂是铌酸锂催化剂,具有高效的反应速率和优异的催化稳定性。

发展趋势:1. 提高催化剂的制备方法:随着新材料技术的发展,新的催化剂制备方法也在不断出现,如纳米化、多相催化剂制备等,有助于提高催化剂的稳定性、活性和选择性。

2. 拓展应用领域:稀土催化剂除了上述工业应用外,还被应用于环境友好化学反应中,如光催化氧化、水分解等。

未来,稀土催化剂将更多地应用于环保、健康等新领域。

3. 提高催化剂的性能:未来,稀土催化剂性能的提高将依赖于新材料技术的发展和催化剂制备方法的不断改进。

同时,还需要研究催化剂的稳定性、可持续性等多个方面的问题。

稀土材料在催化剂制备中的应用与优化

稀土材料在催化剂制备中的应用与优化

稀土材料在催化剂制备中的应用与优化引言稀土元素具有独特的物理化学性质,因此在各个领域都得到广泛应用。

催化剂是其中一个重要领域,稀土材料在催化剂的制备中起着重要作用。

本文将介绍稀土材料在催化剂制备中的应用以及相关的优化方法。

稀土材料的优势稀土材料有以下几个与催化剂相关的优势: - 电子结构调控能力强:稀土元素具有复杂的电子结构,可以通过调节电子结构来改变催化剂的活性。

- 高表面活性:稀土元素的原子半径小,可以增加催化剂的表面积,提高反应活性。

- 高热稳定性:稀土元素具有独特的晶体结构,使其具有较高的热稳定性,适用于高温反应。

稀土材料在催化剂制备中的应用1. 金属催化剂稀土材料可以被用作金属催化剂的助剂,以提高催化剂的催化活性和选择性。

例如,稀土金属可以与贵金属形成协同效应,增强催化剂对某些反应的催化活性。

此外,稀土金属也可以与催化剂表面形成氧化物,提高催化剂对氧化反应的催化活性。

通过合理选择稀土材料的种类和比例,可以实现对金属催化剂的高效改性。

2. 氧化物催化剂稀土材料本身就是一种重要的氧化物材料,因此可以直接应用于氧化物催化剂的制备中。

稀土氧化物具有良好的氧离子传导性能和氧化还原性能,可以作为催化剂的活性组分。

例如,稀土氧化物可以用于固定床催化剂中,用于催化燃烧和污染气体净化。

此外,稀土氧化物还可以与金属氧化物形成复合催化剂,提高催化剂的催化性能。

3. 分子筛催化剂稀土材料可以用于分子筛催化剂的制备中,以增强分子筛催化剂的吸附性能和催化活性。

稀土材料可以与分子筛材料形成复合催化剂,通过调节稀土材料的比例和晶体结构,调节分子筛催化剂的酸碱性质,提高催化剂对有机化合物的吸附和转化能力。

稀土材料在催化剂制备中的优化方法1. 材料改性稀土材料可以通过表面改性的方法来改善催化剂的性能。

例如,可以通过掺杂或修饰的方法,调节稀土材料的电子结构和晶格结构,以提高催化剂的活性和选择性。

此外,可以通过物理和化学方法,调节稀土材料的分散性和孔结构,增加催化剂的表面积和孔隙容积,提高催化剂的反应活性和承载能力。

石油炼制过程中FCC裂解催化过程的稀土催化剂使用

石油炼制过程中FCC裂解催化过程的稀土催化剂使用

石油炼制过程中FCC裂解催化过程的稀土催化剂使用石油催化裂化FCC(Fluid Catalytic Cracking)过程中,主要有两处用到稀土元素,一是催化裂化的主催化剂: 稀土改性Y型分子筛催化剂;二是生产汽油、柴油和液化石油气(LPG)的石油炼制催化裂化FCC加工过和中的一种新型有效助剂(RE-I I),其作用是不仅能助燃一氧化碳,提高催化剂再生效率,还具有降低烟气中NO X,提高轻质油(汽油+柴油)收率和总液收(轻质油+液化气)的功能。

[1]1.稀土改性Y型分子筛的研究成果张剑秋等[2]研究了稀土质量分数对Y型分子筛氢转移性能的影响,分子筛的氢转移性能会随着稀土量的增加而增加,液相烯烃产率减少,焦碳产率明显增加。

这是由于稀土量的增加,分子筛中酸强度和较强酸酸量也会增加。

在产品分布和降低汽油烯烃上,USY和REY 沸石各有优缺点,不能单一地作为降烯烃催化剂的活性组分。

目前,降烯烃催化剂的活性组分一般采用REUSY沸石、复合沸石组分。

陈玉玲等[3l采用水热法和化学法制备了稀土超稳RSADY分子筛,研究表明,适当引入RE3+和超稳化Y型分子筛,增强了分子筛的酸强度、活性和水热稳定性,同时可以调节B酸和L酸的比例。

使用该分子筛制备的催化剂,提高了催化剂的活性,增强了重油转化能力,产品分布好。

孙书红等[4]研究发现,对催化剂影响比较大的是REUSY分子筛中稀土含量,随着稀土含量的增加,可以明显提高催化剂催化活性,不过稀土含量大于一定量时,汽油马达法辛烷值就会降低。

杜军等[5-6]结合气相超稳和稀土离子交换法,制成含稀土6%-9%的高硅Y沸石GHSY,水热活性稳定性好、酸性较强,与晶胞常数相近的分子筛相比,提高了氢转移活性和裂化活性,提出清理碎片铝、保持孔道通畅是有效提高高硅Y沸石中稀土含量的关键。

SiCI、与NaY 在超稳化中,脱铝补硅和脱钠一次完成,解决了水热法产品结晶保留度低、生产周期长的问题。

稀土元素在催化剂中的应用

稀土元素在催化剂中的应用

稀土元素在催化剂中的应用稀土元素是指通常分布于一些极少有人居住的地区,又称稀有金属元素。

目前全球已知71种稀土元素,它们通常具有良好的催化性能和物理化学性质,因此在化工、能源、环保等领域都有广泛的应用。

本文将重点探讨稀土元素在催化反应中的应用,着重分析其催化机理和未来发展趋势。

一、稀土元素的催化作用在催化剂中,稀土元素可以作为载体、促进剂、活性组分等多种形式存在。

其中,稀土元素离子的特殊电子结构使其具有较高的化学反应活性和选择性。

在催化反应中,稀土元素起到的主要作用有:1. 提高反应速率:稀土元素可以通过吸附、解离等方式使反应物吸附在催化剂表面,从而降低反应活化能,提高反应速率。

2. 改善催化剂的稳定性:稀土元素在催化剂中具有较高的热稳定性和化学稳定性,可以增强催化剂的耐久性和抗中毒性。

3. 提高产品的选择性:稀土元素具有较高的空间限制效应和电子效应,可以限制反应物的结构性质和反应路径,从而提高产品的选择性。

二、稀土元素在不同催化反应中的应用1. 烷基化反应:烷基化反应是将烷烃与一些有机物反应生成较长链烷基的过程。

目前,通过稀土元素催化的烷基化反应已成为一种重要的催化反应。

其中,碳链数较短的烷烃在稀土元素的作用下可以实现催化剂的自动重建,从而大幅提高催化效率。

2. 裂解反应:裂解反应是一种将较长链碳氢化合物转化为较短链碳氢化合物的化学反应。

目前,采用BP、ZEOLITE等稀土催化剂可以实现石蜡的高效催化裂解,从而得到较高产率的较短链碳氢化合物。

3. 氢化反应:氢化反应是一种通过加氢使化合物转化为较稳定的化合物的过程。

采用稀土元素作为催化剂可以大幅提高氢化反应过程的选择性和活性,从而产生高质量的氢化产物。

三、稀土元素催化剂的发展趋势催化剂技术是现代化学工业中最为重要的一项技术之一。

随着稀土元素催化剂的开发和应用,它已经成为化工、能源、环保等领域的重要技术之一。

未来,稀土元素催化剂的研发将更加注重催化剂的可循环性和可持续性。

稀土在化工的作用与用途

稀土在化工的作用与用途

稀土在化工的作用与用途稀土(Rare Earth Elements,REEs)是指化学元素周期表中镧(La)到镥(Lu)的15个元素,以及钪(Sc)和釓(Y)。

尽管稀土在地壳中并不罕见,但它们的分离提纯和提取过程相对困难,因此被称为稀土,而非其含量少。

稀土元素具有独特的化学和物理性质,广泛应用于各个领域,特别是在化工领域中起着重要的作用。

稀土在化工领域的主要作用包括催化剂、添加剂、材料和荧光剂等。

下面将详细介绍稀土在化工中的几个主要应用及其用途。

1. 催化剂:稀土催化剂是稀土元素在化学合成反应中的重要应用。

稀土催化剂在有机合成反应中表现出高效、高选择性和低毒性的特点,具有广泛的应用前景。

例如,镧系元素催化剂常用于环氧丙烷开环反应、正丁醇异构化和2-甲基苯乙烯氧化等反应中。

此外,稀土催化剂还在石油加工、汽车尾气净化和有机废物处理等领域起着重要作用。

2. 添加剂:稀土元素在金属和合金中作为添加剂使用,可以改善材料的性能。

例如,当合金中加入稀土元素时,可以提高合金的强度、硬度和耐磨性。

此外,稀土元素还可以改善合金的高温稳定性、耐腐蚀性和热导性等性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子和能源等领域。

3. 材料:稀土元素在材料科学中有着广泛的应用。

稀土化合物可以用于制备高温超导材料、气敏材料、磁性材料、磁体材料和光学材料等。

例如,稀土钴化合物可以用于制备高性能永磁材料,稀土铈氧化物可以用于制备气敏材料,稀土铁氧体可以用于制备磁体材料,并在电动机、传感器和电子器件中得到广泛应用。

此外,稀土元素还可以被用作增强剂和提高功能陶瓷材料性能的添加剂。

4. 荧光剂:稀土元素的特殊电子结构使得它们在荧光材料中具有出色的发光性能。

稀土荧光剂广泛应用于发光材料、显示器、荧光灯和LED等领域。

稀土元素可以通过能级分裂和电子跃迁来实现不同颜色的发光,因此稀土荧光剂能够发出不同波长的可见光和近红外光。

根据不同的应用需求,可以选择不同的稀土元素和组合,以获得特定的发光颜色和亮度。

稀土元素在催化反应中的应用

稀土元素在催化反应中的应用

稀土元素在催化反应中的应用稀土元素是指周期表中镧系元素,它们具有独特的电子结构和化学性质,因此在催化反应中发挥着重要作用。

本文将从催化反应的基本原理、稀土元素的特性以及其在不同催化反应中的应用等方面进行探讨。

1. 催化反应的基本原理催化反应是指通过添加催化剂,加速反应速率而不参与反应本身的化学过程。

催化剂能够通过降低反应活化能、改变反应路径或提供新的反应通道等方式,促进反应的进行。

催化反应不仅能够提高反应速率,还能够调控反应选择性和产物分布,具有广泛的应用前景。

2. 稀土元素的特性稀土元素具有独特的电子结构和化学性质,使其在催化反应中具备独特的催化性能。

首先,稀土元素的4f电子具有较强的屏蔽效应,使得其化合物具有较高的稳定性。

此外,稀土元素还具有多元化的氧化态,能够形成多种络合物和配位化合物,为催化反应提供了多样性的反应中心。

此外,稀土元素还具有较高的离子极化能力和较强的酸碱性,使其在催化反应中具有良好的催化活性。

3. 稀土元素在不同催化反应中的应用3.1 稀土元素在有机合成中的应用稀土元素在有机合成中广泛应用于不对称合成、环化反应和氧化反应等方面。

例如,稀土元素配合物可以作为手性催化剂,在不对称合成中实现对手性产物的高选择性合成。

此外,稀土元素催化剂还可以促进环化反应的进行,实现环状化合物的高产率合成。

同时,稀土元素氧化物还可以作为催化剂,在氧化反应中发挥重要作用,如稀土过渡金属氧化物可以催化甲烷氧化反应,实现甲烷的高效转化。

3.2 稀土元素在能源领域的应用稀土元素在能源领域也有重要的应用,特别是在燃料电池和储能技术中。

稀土元素氧化物可以作为催化剂,在燃料电池中促进氧还原反应的进行,提高电池的效率和稳定性。

此外,稀土元素化合物还可以作为储能材料,用于制备高性能的电池和超级电容器等。

3.3 稀土元素在环境保护中的应用稀土元素在环境保护领域也发挥着重要作用。

稀土元素催化剂可以用于有机废水处理、废气净化和垃圾焚烧等方面。

稀土在催化剂的应用

稀土在催化剂的应用

稀土在石化催化剂中的应用一、前言石油炼制与化工是稀土应用的一个重要领域,也是使用并消耗稀土的大户之一。

在石化工业中,催化技术占有极其重要的地位,稀土主要被用于制备含稀土的催化剂,应用在各种催化反应过程之中。

在石油炼制方面,由于我国的原油偏重,用蒸馏的方法只能得到约30%的轻质油。

剩下的重质油可通过二次加工,进一步获得汽油和柴油等轻质油品。

催化裂化是我国重油轻质化的重要二次加工手段,我国70%以上的汽油和30%以上的柴油均来自催化裂化。

催化裂化是烃类分子在酸性固体催化剂存在下进行催化反应的过程。

自六十年代以来使用高活性的沸石分子筛裂化催化剂,稀土作为一个组分被引入到裂化催化剂中,从而,开创了稀土在裂化催化剂中应用的新局面。

我国在七十年代也开发成功了稀土分子筛催化剂,并实现了工业规模的生产和使用。

随着国民经济的发展,原油加工能力不断扩大,催化裂化的处理量已为原油加工能力的36%。

裂化催化剂的产量,质量和品种也有了很大的发展,稀土在其中继续发挥着它的重要作用。

本文将重点介绍近年来稀土在裂化催化剂中的应用情况,对于稀土在环保类型催化剂中我们所涉及的一些工作,也将作一简单介绍。

二、稀土在催化裂化催化剂中的应用1.稀土可改善分子筛的稳定性和催化性能目前,沸石分子筛是裂化催化剂中必不可少的活性组分。

所用的合成分子筛,是一种结晶的铝硅酸钠,只有当其孔道中的钠离子被H+,NH+4及其它金属阳离子交换后,它才能呈现出固体酸性,具有催化作用。

轻稀土(La、Ce、Pr…)离子为三价阳离子,对沸石分子筛有亲和力易于交换,且交换后的分子筛晶体结构稳定性好,活性高,对汽油的选择性好。

因此,自1962年初次在工业上应用,很快就创纪录的在工业上迅速推广应用。

美国1964~1974年,稀土在裂化催化剂中的用量增加了十倍。

我国自七十年代中期开始生产和使用稀土分子筛催化剂,到1983年稀土在裂化催化剂中的用量己为1976年的五倍。

近年来,随着催化裂化生产能力的扩大,裂化摧化剂的产量己接近8万吨,稀土的年消耗量也超过了1800吨。

稀土基材料在催化反应中的应用

稀土基材料在催化反应中的应用

稀土基材料在催化反应中的应用稀土元素,这一群在元素周期表中不太起眼但却有着神奇魔力的小伙伴,它们组成的稀土基材料在催化反应里可是大显身手!先给您讲讲我之前的一个小经历。

有一次我去参加一个化学研讨会,遇到了一位专门研究稀土基材料的专家。

他讲起稀土基材料在催化反应中的应用时,那是眉飞色舞,就像在介绍自己最得意的宝贝。

当时我就被深深吸引了,从那以后,我也开始特别关注这方面的内容。

咱先来说说啥是催化反应。

简单来讲,催化反应就像是给化学反应加了一把助力的小鞭子,让反应能更快、更有效地进行。

而稀土基材料呢,就是这把“小鞭子”中的佼佼者。

稀土基材料在汽车尾气净化中的作用可不容小觑。

您想想,现在路上跑的车越来越多,尾气排放成了个大问题。

稀土基材料能够帮助把那些有害的气体,比如一氧化碳、氮氧化物等,转化成无害的物质。

这就好像是给汽车尾气来了一场“魔法变身”,让它们不再危害环境。

在石油化工领域,稀土基材料也是个大功臣。

比如说在石油的裂解过程中,它能提高反应的效率和选择性,让我们能得到更多有用的产品。

这就像是一个精明的管家,把资源分配得恰到好处,不多也不少。

还有啊,在环保领域,稀土基材料也能助力污水处理。

污水里面的各种杂质和污染物,在稀土基材料的催化作用下,可以更快地分解和转化,让污水变得清澈干净。

您知道吗?稀土基材料的独特之处在于它们的电子结构和表面性质。

就好像每个人都有自己独特的性格一样,稀土基材料也有着与众不同的“个性”,这使得它们在催化反应中表现出色。

不过,要让稀土基材料发挥出最大的作用,可不是一件容易的事儿。

研究人员得像厨师精心调配食材一样,仔细地调整材料的组成、结构和制备方法。

有时候,一点点的变化就能带来截然不同的效果。

而且,在实际应用中,还得考虑成本、稳定性等诸多因素。

这就像是一场复杂的游戏,需要各方权衡,才能找到最优的解决方案。

虽然稀土基材料在催化反应中的应用已经取得了不少成果,但还有很多未知的领域等待着我们去探索。

稀土元素在催化反应中的作用机制

稀土元素在催化反应中的作用机制

稀土元素在催化反应中的作用机制嘿,咱今天就来好好聊聊稀土元素在催化反应里的那些事儿!先给您说个我之前的小经历。

有一次去参加一个化学研讨会,会上大家都在热烈讨论各种化学问题。

我旁边坐了一位年轻的研究者,他提到自己在实验中因为忽略了稀土元素的某些特性,导致整个催化反应结果不如预期。

这让我深刻感受到,要搞清楚稀土元素在催化反应中的作用机制,真不是一件简单的事儿。

稀土元素,这一群独特的“小伙伴”,在催化反应的大舞台上可是有着举足轻重的地位。

您知道吗?它们就像是幕后的神秘高手,看似不起眼,却能左右整个局势。

稀土元素有着特殊的电子结构,这使得它们在催化反应中具备了独特的能力。

比如说,稀土元素的 4f 电子轨道,就像是一个个藏着秘密武器的小仓库。

这些电子可以灵活地参与反应,改变反应的路径和速率。

举个例子,在汽车尾气净化的催化反应中,稀土元素能大展身手。

汽车尾气里有各种有害的物质,比如氮氧化物、一氧化碳等。

而含有稀土元素的催化剂就能像超级英雄一样,把这些有害物质转化为无害的氮气、二氧化碳和水。

稀土元素还能提高催化剂的稳定性和寿命。

就像给催化剂穿上了一层坚固的铠甲,让它们在恶劣的反应条件下也能持续作战。

比如说在石油化工中的一些催化反应,由于反应条件苛刻,普通的催化剂可能很快就“累垮”了,但是有了稀土元素的加持,催化剂就能坚持更久。

另外,稀土元素对反应物的吸附和解吸过程也有着重要的影响。

它们可以调节反应物在催化剂表面的吸附强度和方式,让反应更高效地进行。

这就好比控制一场比赛的节奏,确保每个环节都能恰到好处地进行。

在工业生产中,利用稀土元素的这些特性,可以优化催化反应过程,提高产品的质量和产量,同时降低成本和环境污染。

不过,要真正弄明白稀土元素在催化反应中的作用机制,还面临着一些挑战。

研究人员就像在一个错综复杂的迷宫里探索,需要不断尝试和突破。

比如说,稀土元素的种类繁多,每种元素的特性又有所不同,要一一搞清楚它们的作用可不容易。

稀土行业与石油化工产业的关系研究

稀土行业与石油化工产业的关系研究

稀土行业与石油化工产业的关系研究稀土元素是一类十分重要的战略性资源,在现代社会的工业和技术领域发挥着重要作用。

稀土元素广泛应用于电子、新能源、材料等领域,而石油化工产业是现代工业的支柱之一。

本文将深入研究稀土行业与石油化工产业的关系,探讨二者之间的互动和相互依赖。

一、稀土在石油化工产业中的应用稀土元素在石油化工产业中被广泛应用,主要包括以下方面:1. 催化剂稀土元素在石油化工过程中常用作催化剂,能够增加反应速率、提高产率、降低能耗。

例如,镧系稀土在炼油过程中被用作多元催化剂,能够增加转化率、提高燃料质量。

2. 吸附剂稀土元素可以作为吸附剂用于废水处理、空气污染控制等环境保护领域。

例如,氧化铈作为催化剂用于污水处理,能够去除重金属离子和有机物。

3. 材料稀土元素可用于制备高性能材料,如稀土钕铁硼永磁材料、稀土铈氧化物陶瓷等。

这些材料在汽车、电子、新能源等领域具有广泛应用。

二、石油化工产业对稀土行业的需求石油化工产业对稀土行业有着巨大的需求,主要体现在以下几个方面:1. 催化剂需求石油化工产业需要大量的催化剂来提高生产效率和产品质量。

稀土元素作为催化剂的重要成分,满足了石油化工产业对高效催化剂的需求。

2. 新能源领域需求石油化工产业正在向新能源领域转型,例如,电动汽车的兴起对稀土元素的需求急剧增加。

稀土元素在新能源领域的应用为石油化工产业提供了新的增长点。

3. 环保需求随着全球环保意识的提高,石油化工产业需要减少对环境的污染。

稀土元素在环保领域的应用,如净化废气、净化废水等,为石油化工产业提供了环境保护的解决方案。

三、稀土行业与石油化工产业的互动与相互依赖稀土行业与石油化工产业之间存在着密切的互动和相互依赖关系。

稀土元素为石油化工产业提供了必要的催化剂、吸附剂和材料等,推动了石油化工产业的发展。

而石油化工产业的需求也推动了稀土行业的发展,促使稀土行业不断创新和进步。

此外,稀土元素的价格波动也对石油化工产业造成一定影响。

稀土在工业催化中的应用1

稀土在工业催化中的应用1

稀土在工业催化中的应用稀土元素的实际应用是从催化剂开始的,催化剂是一种能够改变反应速度但自身不发生化学变化的物质。

它不参与反应,但少量存在就能加快反应,即改变化学反应速度。

稀土催化剂是一种稳定性好、选择性高、加工周期短的很活泼的催化剂。

以稀土为主体的一系列工业催化剂目前得到了快速、稳步的发展。

应用于石油化工、环保和精细化工及汽车尾气净化等领域。

目前,稀土催化材料主要是分子筛型稀土催化材料、稀土钙钛矿型催化材料和铈锆固溶体型催化材料,分别应用于石油化工、环保和精细化工及汽车尾气净化等很多领域。

1、石油裂化催化剂稀土在石油裂化催化剂中有很多作用。

首先,稀土能增强催化剂活性和沸石的热稳定性。

其次,催化剂必须进行高温蒸汽下的再生,以烧掉占据沸石有效孔隙的越积越多的碳,稀土对此有重要作用。

通过提高催化剂中稀土含量,还可产生其它重要影响。

稀土元素作为一个重要组分被引入到裂化催化剂后能显著提高催化剂的活性和稳定性,大幅度提高原料油裂化转化率,增加汽油和柴油的产率。

同时,稀土分子筛,催化剂体系还具有原油处理量大、轻质油收率高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等优点。

在石油工业中采用稀土分子筛催化剂进行石油裂化催化,可以大幅度提高原油裂化转化率,增加汽油和柴油的产率。

在实际使用中,原油转化率由35%~40%提高到70~80%,汽油产率提高7~13%。

运用稀土分子筛催化剂进行石油裂化催化,具有原油处理量大、轻质油收率高、产品质量高、活性高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等优点。

稀土除了在石油炼制分子筛催化剂中发挥着不可替代的作用外,稀土作为一种非常重要的助催化剂,在烯烃的氨氧化、低碳烷烃的芳构化、芳烃类化合物的异构化等催化剂中也发挥了较大的作用。

我们最近的研究表明,稀土也可以用作主催化剂,如采用Ce-AlPO-5 分子筛催化剂,对无溶剂的环己烷催化氧化制环己酮和环己醇具有很高的活性和选择性,催化剂经5次重复使用后仍保持良好的催化活性[1]。

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稀土在石化催化剂中的应用(李才英,石油化工科学研究院,北京100083)作者简介:炼油催化剂专家。

1942年6月25日生。

1964年毕业于北京理工大学。

中石化石油化工科学研究院催化裂化催化剂研究室副主任、高级工程师。

1972年开始从事沸石分子筛催化剂的研究,1983——1985年作为访问学者在英国帝国理工学院化学系进行沸石分子筛离子交换的研究。

作为发明人之一,已经申请了20余篇专利。

是自然科学突出贡献政府津贴获得者。

一、前言石油炼制与化工是稀土应用的一个重要领域,也是使用并消耗稀土的大户之一。

在石化工业中,催化技术占有极其重要的地位,稀土主要被用于制备含稀土的催化剂,应用在各种催化反应过程之中。

在石油炼制方面,由于我国的原油偏重,用蒸馏的方法只能得到约30%的轻质油。

剩下的重质油可通过二次加工,进一步获得汽油和柴油等轻质油品。

催化裂化是我国重油轻质化的重要二次加工手段,我国70%以上的汽油和30%以上的柴油均来自催化裂化。

催化裂化是烃类分子在酸性固体催化剂存在下进行催化反应的过程。

自六十年代以来使用高活性的沸石分子筛裂化催化剂,稀土作为一个组分被引入到裂化催化剂中,从而,开创了稀土在裂化催化剂中应用的新局面。

我国在七十年代也开发成功了稀土分子筛催化剂,并实现了工业规模的生产和使用。

随着国民经济的发展,原油加工能力不断扩大,催化裂化的处理量已为原油加工能力的36%。

裂化催化剂的产量,质量和品种也有了很大的发展,稀土在其中继续发挥着它的重要作用。

本文将重点介绍近年来稀土在裂化催化剂中的应用情况,对于稀土在环保类型催化剂中我们所涉及的一些工作,也将作一简单介绍。

二、稀土在催化裂化催化剂中的应用1.稀土可改善分子筛的稳定性和催化性能目前,沸石分子筛是裂化催化剂中必不可少的活性组分。

所用的合成分子筛,及其它金属阳离子是一种结晶的铝硅酸钠,只有当其孔道中的钠离子被H+,NH+4交换后,它才能呈现出固体酸性,具有催化作用。

轻稀土(La、Ce、Pr…)离子为三价阳离子,对沸石分子筛有亲和力易于交换,且交换后的分子筛晶体结构稳定性好,活性高,对汽油的选择性好。

因此,自1962年初次在工业上应用,很快就创纪录的在工业上迅速推广应用。

美国1964~1974年,稀土在裂化催化剂中的用量增加了十倍。

我国自七十年代中期开始生产和使用稀土分子筛催化剂,到1983年稀土在裂化催化剂中的用量己为1976年的五倍。

近年来,随着催化裂化生产能力的扩大,裂化摧化剂的产量己接近8万吨,稀土的年消耗量也超过了1800吨。

2.稀土可改善催化剂的抗钒污染性能以前,我国催化裂化的原料油中钒含量较低,镍含量高。

九十年代以后,随着新疆原油和中东高钒原油加工量的逐年增加,使催化裂化原料油中的钒含量迅速增加,对裂化催化剂的抗钒污染能力要求也就高了。

钒的影响主要是造成催化剂中沸石晶体的崩塌,催化剂基质因熔化而烧结,使催化剂永久性中毒,对催化裂化反应及装置效益影响很大。

通过添加一些特殊的捕钒组分,可以改善催化剂基质的容钒能力,减少钒对分子筛的破坏。

稀土氧化物恰好也是一种有效的抗钒组分。

在催化剂基质中,添加一定量的稀土氧化物,在高钒污染时,可减缓催化剂活性的下降(见表1)。

此外,根据不同的制备工艺,稀土氧化物在调节催化剂及基质的酸性方面,也能发挥一定的作用。

因此,近年来尽管由于提高汽油辛烷值和渣油加工的需要,沸石分子筛中的稀土含量有明显下降,但稀土还在催化剂中起着重要作用。

表1 钒污染对催化剂活性,选择性的影响3.含稀土裂化催化剂新品种简介a.渣油裂化催化剂基于我国原油偏重的特点,决定了必须走深度加工的路线。

近十年来,催化裂化掺炼渣油量不断上升,石油化工科学研究院根据装置和原油性质的差异,研究开发了多种渣油裂化催化剂,为炼厂创造了经济效益。

曾有一段时间,有些国外催化剂公司偏重于强调降低生焦率,认为分子筛不含稀土最好。

武汉石化厂引进的重油裂化装置,当时外方推荐的催化剂就属此类。

我们通过大量实践,认识到并非有稀土就不行,相反适当的稀土含量对活性和选择性都有好处,问题的关键是稀土引入的制备工艺。

我们开发的Lanet-35催化剂,其RE203含量是进口剂的十倍,在相当处理量和相当生焦量时,渣油掺炼量可增加4.4%(m/m)。

此时油浆减少了2.9%(m /m),高附加值产品增加了4%(m/m)。

说明合理的引入稀土可改善催化剂的重油裂化能力,与此同时可保持好的产品选择性和焦炭选择性(表2)。

我们所开发的其它各种渣油裂化催化剂,如可用于大庆全减渣的DVR-l催化剂,掺炼渣油多产柴油的MLC-500催化剂等,均含有不同量的稀土,但工业运转效果良好,验证了我们的认识是符合实际操作规程需要的,也说明了裂化催化剂仍然离不开稀土。

表2 Lanet-35与进口剂性能比较(武汉石化厂重油裂化装置)b.抗钒催化剂前面已经提到在催化剂基质中引入氧化稀土能改善催化剂的抗钒污染性能,表3为国产抗钒催化剂LV-23的工业运转结果。

表3 LV-23在茂名石化应用中的月平均值(1997.5-1998.1)c.降低汽油中烯烃含量的催化剂为了进一步改善环境质量,自汽油无铅化之后,美国、日本及欧洲各国又相继颁布了新的汽油标准,对汽油中的苯,芳烃,烯烃及硫含量进行了限制。

我国汽油标准近年来也进行了重大调整,取消了70#汽油,在2000年实现了全国汽油的无铅化,紧接着国家环保局又制定了“车用汽油有害物质控制标准”。

该标准要求汽油中烯烃不大于35v%,芳烃不大于40v%,硫含量不大于800ppm。

现已在北京、上海、广州等大城市实施,并将于2003年在全国推广。

这一新标准的出台,加快了我国汽油质量与国际接轨的速度,但也使我国炼油工业面临着前所未有的巨大挑战。

由于我国的炼油厂二次加工以催化裂化为主,汽油调和组分中催化裂化汽油的比例高达80%。

为了实现汽油的无铅化,催化裂化所用的催化剂由高稀土含量的REY过渡到稀土含量低的稀土超稳Y,催化裂化汽油的辛烷值提高了,但汽油中的烯烃含量上升了。

烯烃既是高辛烷值的贡献者,但其本身又不是很理想的环境友好组分,它易形成光化学物,不利于大气臭氧层,所以,在汽油中对它的含量要加以限制。

我国催化裂化原料油中掺渣比高,这是引起催化汽油中烯烃含量高的又一原因。

因此,研制开发既要辛烷值损失少,又要降烯烃的专用催化剂难度很大,在此之中,稀土又一次与其它元素组合,发挥了它的调节功能(表4)。

目前经我院研制的一系列降烯烃催化剂已在工业装置上运转,并取得了良好的结果,表5为其中一例含稀土的FCC家族技术专用催化剂。

表4 稀土对汽油中烯烃的影响表5 催化裂化汽油的组成催化裂化不仅是轻质油品的主要来源地,而且也为石油加工的下游化工提供原料,丙烯、丁烯都是重要的化工原料。

为了向化工延伸,石油化工科学研究院凭着多年催化裂化工艺及催化剂的技术积累,开发了多产丙烯、丁烯以及乙烯的FCC家族技术。

其中有多产丙烯的催化裂解技术DCC,多产液化气及高辛烷值汽油的MGG、ARGG技术,以及近期开发的多产乙烯的催化热裂解CPP技术等等。

在这些技术所专用的催化剂中,也都含有不同量的稀土元素。

表6及表7分别为DCC技术和ARGG技术的一组工业运转结果,可以看到它们多产丙烯、丁烯等化工原料的特点。

表6 济南炼厂CHP剂运转结果表7 ARGG工艺工业运转典型数据三、稀土在硫转移剂及汽车尾气净化催化剂中的应用1.含稀土的硫转移剂使用硫转移剂是减少催化裂化装置S02排放污染环境的有效措施。

它的作用原理:在催化裂化装置再生器的氧化环境中,通过催化剂把S02氧化成S03,再进一步形成硫酸盐,吸附在催化剂上;在反应器的还原气氛下,把S03还原成H2S,然后通过分离回收硫。

我们从八十年代开始这项研究,九十年代开发出第一代ReS0x-7硫转移剂,2000年又开发了新一代的硫转移剂RFS,并在工业装置上试用,取得了一定的效果。

在硫转移剂中所用的稀土氧化物主要是Ce02,它的主要作用是催化氧化S02形成S03;工业试用表明,只要添加2~2.5%的RFS硫转移剂,烟气中的S0x浓度即可降低75%以上,同时汽油、柴油等液体产品中的硫含量也略有下降的趋势。

2.稀土-贵金属三效汽车尾气净化催化剂早在1971年Libby在Science上就发表论文,提到LaCo03对C0催化还原N0x 的反应有很高的活性,可用于汽车尾气净化。

研究还表明Ce02,Pr6O11对N0x催化还原有较高的活性,Ce02还可以抑制贵金属及氧化铝的烧结,并提高贫氧区的C0净化率。

石油化工科学研究院自九十年代中期开展汽车尾气净化催化剂的研究,开发出了REX-II型稀土-贵金属三效汽车尾气净化催化剂,经台架试验和八万公里行车试验实地考察,表明该催化剂具有低的起燃温度,高的催化转化性能,以及良好的热稳定性。

整体工况法达到了现行的欧洲I号排放法规,能达到欧洲II号排放法规的催化剂也已开发成功。

表8中的数据表明含稀土的氧化铝载体具有良好的热稳定性。

该催化剂己通过鉴定,具备了放大试生产的条件,正在筹建之中。

表8 含稀土氧化铝载体的比表面积(m2/g)四、展望稀土在裂化催化剂中的应用始于六十年代,我国自七十年代中开始用稀土于石油催化裂化过程。

随着原油加工量的增加,催化裂化生产能力的扩大,裂化催化剂的用量不断增加。

虽然随着产品结构的改变,含稀土量多的REY型分子筛用量下降了,但稀土在裂化催化剂中仍是不可缺少的组分,其用量随裂化催化剂的扩产而增加。

目前裂化催化剂已有少量出口,正在积极开拓国外市场。

因此,稀土的用量应稳定在目前水平,或可望略有增长。

稀土在其它催化剂中的应用也正在向工业化迈进。

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