催化裂化催化剂
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根据实际生产经验,适当的细粉(﹤40μ)含量可以改善流化质量, 降低催化剂损耗,提高再生效率。一般平衡催化剂中<40μ细粉的含 量以10—20%为宜。细粉过高会增加催化剂的损失量。
一般再生烟气带出的催化剂中,70.5%是﹤20μ的,28.6%是20— 40μ的,即损失的催化剂大部分是细粉。
机械强度 为了避免在生产过程中催化剂过度粉碎以保证良好的流化质量和
催化裂化工艺---催化裂化催化剂
大家知道催化剂是通过改变反应历程,降低反应的活化能,从 而提高反应速度,另外催化剂还有选择性,它可以促进目的产物反应 速度的提高。
催化剂的作用是促进化学反应,从而提高反应氢的处理量。催化 剂还能对产品的产率分布及质量的好坏起重要作用。
例如:在450—500℃及常压的条件下,从热力学的角度来判断, 烃类可以进行分解、芳构化、异构化、氢转移等反应,但是有些反应 如异构化、氢转移等反应速度很慢,在工业上是没有实际意义的。
催化剂的表面是化学反应的场所。 在生产过程中,由于高温及水蒸气的作用,小孔径的微孔遭到破 坏,平均孔径增大而比表面积减小,这种现象叫老化
④硅酸铝催化剂的酸性
在催化剂的表面,Al, O, Si 组成AL:O: Si的结构(b )。
由于AL:O键趋向正电荷较强 Si,使Al带有正电性,即为非质 子酸。
热裂化 催化裂化
反应机理 自由基 正碳离子
活化能 210—293KJ/mol 42——125KJ/mol
一、催化裂化催化剂的组成和结构 工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类:
一类是无定型的硅酸铝,其中包括天然活性白土、合成普通 (低铝)硅酸铝。另一类是结晶型硅酸铝,又称分子筛催化剂。
1、天然白土催化剂 白土催化剂是经过酸化处理的天然白土也叫活性白土。它的主要
8—9
5.8— 6.9
Na56[(AlO2)56(SiO2)136].264H2O Na8[(AlO2)6(SiO10)12].24H2O
2.5—5:1 5:1
目前工业上用作催化剂的主要是X型和Y型两种分子筛。这两种分子 筛的晶体结构是相同的,差别主要是其中的硅铝原子比不同。
⑶分子筛催化剂的结构
研究结果表明,分子筛催化剂的表面也是有酸性,由质子酸和非 质子酸形成的酸性中心速度比无定型硅酸铝的大得多。分子筛的单位 面积上的酸性中心数目约为硅酸铝的一百多倍,这个数据可以解释为 什么分子筛催化剂活性比硅酸铝高100多倍。
研究工作表明,当用某些单体烃的裂化速度来比较时,某些分子 筛的催化活性硅酸铝竟高出百倍。
人工合成的分子筛是含钠离子的分子筛。这种分子筛没有催化活性,分 子筛中的钠离子可以用离子交换的方式与其他阳离子置换。
用多价阳离子交换置换后的Y型分子筛有很高活性,目前工业上使用的催 化裂化分子筛有以下四种Y型分子筛。
①以稀土金属离子(如镧等)置换得的稀土—Y,因为稀土元素 可用RE符号表示,故可以简写为RE—Y型分子筛。
的作用使催化剂表面的结构发生变化破坏,活性会下降。 ②稳定性的评价方法 通常情况在一定条件下(如常压,800℃用水蒸气处理4小时)使
新鲜催化剂老化,然后再测定其活性并与新鲜催化剂比较来评价催化 剂的稳定性。
稳定性↑ 老化活性下降小。
③ 催化剂的平衡活性 新鲜催化剂在开始投用的一段时间内,活性急剧下降,待下降到一
⑷分子筛催化剂的酸性来源 与硅酸铝一样,分子筛催化剂的表面也具有酸性,这种表面酸性
也是由质子酸和非质子酸引起的。
另外一种解释:分子筛催化剂的活性来源于它的静电场,在分子筛晶体 结构中,存在着带正电的阳离子和带负电硅氧四面体,也就是说存在着 静电场,因此能使吸附的反应物分子起极化作用,从而促进吸附的反应 物分子反应。 从实验来检验,这两种观点都解释一些现象,还都不够完善。
④ 分子筛催化剂的选择性
分子筛催化剂的选择性优于硅酸铝,据某些装置的数据来看,与硅酸铝 催化剂相比,当焦炭产率相同时,使用分子筛催化剂可以提高汽油产率约 15—20%。
• 4、筛分组成、机械强度 • 催化剂在反应器,再生器和循环管中都处于流化状态。为了保证
良好的流化状态,要求催化剂有适当的筛分组成。 • 筛分组成:不同颗粒直径催化剂的组成。
减少损耗,要求催化剂有一定的机械强度。 评价机械强度的方法: 抗磨指数:
将一定量的催化剂放在特定的仪器中,用高速气流冲击4小时后, 所生成的细粉在﹤15μ的重量占试样中﹥15μ催化剂重量的百分数即 为磨损指数。
微球硅酸铝催化剂的组成
名称
<20μ 20—40 40—80 80—110 >110
兰化新鲜催化剂 3.5
16.6
55.4
7.3 7.2
大庆平衡催化剂 0.05
10.98 81.17 7.69 0.11
胜利平衡催化剂 0.3
7.3
86.0 5.5 1.0
由于在流化床中催化剂之间催化剂与器壁之间的激烈碰撞,使大 颗粒粉碎,所以在平衡催化剂中﹥80微粒的成分比新鲜催化剂少,同 时由于细粉不易被旋风分离器回收而损失,使平衡催化剂中的细粉含 量下降。
成分是氧化铝和氧化硅,还有杂质,不经过处理的白土是没有活性的。 酸化:是用烯硫酸溶解其所含杂质,再经水洗除去,最后进行干
燥和焙烧得到活性白土。 天然白土催化剂制造成本低,但活性、稳定性均较差,现在作为
催化裂化已经被淘汰。但是它们应用在其它的工艺中,例如精制。
2、无定型硅酸铝催化剂 1958年我国开始生产小球状93-5毫米 合成硅酸铝催化剂,用于
②以氢离子置换得的HY分子筛。置换的方法是先以NH+置换Na+, 然后加热除去NH+即剩下H+。
③兼用氢离子和稀土金属离子置换得的RE—HY型分子筛。 ④由HY分子筛经脱铝得到更高硅铝比的超稳Y型分子筛。 分子筛是一种多孔性物质,具有很大的内表面,新鲜催化剂的比 表面积一般在600—800m2/g. 分子筛是晶体结构,孔的排列规则,孔径比较均匀,孔径的大小 为分子筛数量级,在孔内能容纳分子。例如八面沸石笼,在25℃时能 容纳28个分子的异辛烷,5.4个分子苯。
定程度后则缓慢下降,因此初活性不能真实反映实际的生产情况。 在生产中会损失一部分催化剂(跑损)并需要定期补充一定量的新
鲜催化剂,因此在生产装置中的催化剂活性可能保持一个稳定的水平上, 此时的活性为平衡催化剂活性。
与催化剂的稳定性有关 平衡催化剂活性
与催化剂补充量有关。
3、选择性
① 选择性是表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应的能力。
和Y型及丝光沸石。
⑵工业分子筛催化剂的类型
类型 4A 5A 13X
Y 丝光 沸石
孔径A 单晶胞化学组成
硅铝原子比
4.2 5
8—9
Na12[(AlO2)12(SiO2)12].27H2O
1:1
Na2.6Ca4.7[(AlO2)12(SiO2)12].3H2O
1:1
Na86[(AlO2)86(SiO2)106].264H2O 1.5:2.5:1
移动床。 1965年开始生产微球状920-100微米 合成硅酸铝。 ①高铝低铝催化剂和合成方法 硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝,依铝含量的不同,合成硅
酸铝又分为低铝和高铝。 低铝硅酸铝含Al2O3 10-13% 高铝硅酸铝含Al2O3 25% 合成的方法是:由Na2SiO3 俗称水玻璃 Al2 (SO4)3,溶液按一定比例 合生成凝胶,再经过水洗,过滤,成型,干燥,活化等步骤制成。
每个单元晶胞结构,每个单元晶胞由八个削角八面体构成,削角八面体 的每个顶端是Si或Al原子,其间由氧原子相连接。由八个削角八面体围成的 空洞称为“八面沸石笼”。它是催化反应进行的主要场所。其体积为820埃。
进入八面沸石笼的主要通道是由十二员环组成,其平均直径为0.8— 0.9nm。钠离子的位置有多处。
② 无定型硅铝的结构
无定型硅铝催化剂具有很多不规则的微孔,它的密度大约是1克/ 厘米3,而孔体积达40.7cm3/g。这些微孔的直径大小不均,一般平均 孔径为40-70埃(A), 1(A) =1亿分之一厘米,由于这种孔结构,硅酸 铝催化剂具有很大的内表面积,新鲜催化剂的比表面积500-700米2/ 克。 ③ 催化剂的老化
在有少量的水存在在时,由 于AL原子带正电性使水分子离解 为H+与OH-,其中OH-与带正电的 性的Al结合,而则H+在Al原子附 近呈游离状态,此即质子酸。 (如a)
硅酸铝催化剂的活性与它的酸性有关,我们可以通过测定它的酸 性来评定它的活性。
质子酸和非质子酸形成的酸性中心就是硅酸铝催化剂的活性来源, 如为碳离子反应提供一个H+。
⑸ 分子筛催化剂担体的作用 前面说到,工业用的分子筛催化剂,不是纯的分子筛,其中仅含
10%—15%的分子筛,其余是担体和粘合剂。 担体除了起稀释作用外,有其它的作用。
担体的有如下作用: ① 在离子交换时,分子筛中的钠不可能被完全置换掉,而钠的存
在会影响分子筛的稳定性,担体可以容纳分子筛中的未除去的钠,从 而提高分子筛的稳定性。
⑦ 担体还能容纳进料中易结焦的物质,如沥青、对分子筛起到一 定的保护作用。
二、裂化催化剂的使用性能 1、密度
由于裂化催化剂是微球状多孔物质,故其密度有三种表示方法。 ⑴真实密度 颗粒骨架本身具有的密度,即颗粒的质量与骨架实体所占体积之
比,又叫骨架密度,一般是2—2.2g/cm3。 ⑵颗粒密度
把微孔体积计算在内的单个颗粒的密度,一般是0.9—1.2 g/cm3。
② 担体可以作为一个宏大的吸热体,起到热量贮存和传递的作用。 ③ 担体不仅起稀释作用,而且能使分子筛分散得更好,使分子筛 发挥更大的作用。
④ 担体可增强催化剂的耐磨程度。
⑤ 分子筛价格较高,使用单体可以降低催化剂的成本。
⑥ 对重油催化裂化,由于分子筛的孔径较小,而大分子难以进入分
子筛的微孔,而担体的可以使大分子在其表面裂化,生成较小的分子 再进入分子筛的微孔中进行反应。
在微型反应器中放置5.0g待测催化剂,采用标准原料, (一般为轻柴油),在反应温度460℃重量空速为6h-1,剂油 比为3.2的反应条件下进行反应70s,所得反应物中的 (﹤204℃汽油+气体+焦炭)的质量占总进料的百分数,即为 该催化剂的微反活性。
⑵稳定性 ①它是指催化剂在使用条件下保持活性的能力。 在生产过程中,催化剂反复进行反应和再生,由于高温和水蒸气
例如:低铝催化剂的密度
项目 新鲜催化剂 平衡催化剂
松动 0.40 0.63
沉降 0.44 0.69
密实 0.53 0.79
催化剂的堆积密度常用于计量催化剂的体积重量,催化剂的颗 粒密度对催化剂的流化性能有重要的影响。
2、活性、稳定性
(1)活性:是指催化剂促进化学反应的能力。
(2)活性的测量方法:活性在实验室一般用微反活性法(MAT) 测定。
2、结晶型硅酸铝催化剂(分子筛催化剂)
分子筛催化剂是六十年代发展起来的一种新型催化剂,它在催化 裂化中的应用是催化裂化技术的一次革命性的进步。 ⑴工业分子筛催化剂
一般是含5—15%的分子筛,其余是担体,工业上的担体有天然活 性白土,合成低铝活高铝催化剂。
分子筛是一种具有晶格结构的硅酸铝酸盐,亦称沸石。分子筛的 特点是稳定均一的孔结构。按其组成和结构的不同可以分为A型、X型
② 表示法
对催化裂化主要产物是汽油,如果气体和焦炭的产率高,则汽油的产率会 降低。催化裂化常以汽油产率/转化率及焦炭产率/转化率来表示。
③ 重金属污染对选择性的影响
当催化剂受重金属污染后,其选择性会变差表现在气体中的H2含量增大。 裂化气中的H2/ CH4比值不仅反映了金属污染的重度,也反映催化剂选择 性的变化。
裂化催化剂不仅提高了分解、芳构化等反应的速度,而且提高了 异构化、氢转移等反应的速度,从而使催化裂化装置的生产能力不仅 比热裂化装置的生产能力大,而且所得的汽油的辛烷值也高,安定性 好。
根据阿累尼乌斯公式:
kAeEa/RT
由式可见,在一定的反应温度下,活化能越低,反应速度就越高。 下面我们里比较热裂化反应和催化裂化反应。
⑶堆积密度 催化剂堆积时包括微孔体积和颗粒间空隙体积的密度,一般在
0.5—0.8 g/cm3,它有三种测定方法。 ① 松动状态
催化剂装入量筒内经摇动,待催化剂刚刚全部落下时,立即读取的 体积,所计算的密度。
② 沉降状态
上述量筒中的催化剂静置两分钟后,由读取的体积计算的密度。
③ 密实状态
将量筒中的催化剂在桌子上振动数次至体积不变时,由读取的体积 计算的密度。
一般再生烟气带出的催化剂中,70.5%是﹤20μ的,28.6%是20— 40μ的,即损失的催化剂大部分是细粉。
机械强度 为了避免在生产过程中催化剂过度粉碎以保证良好的流化质量和
催化裂化工艺---催化裂化催化剂
大家知道催化剂是通过改变反应历程,降低反应的活化能,从 而提高反应速度,另外催化剂还有选择性,它可以促进目的产物反应 速度的提高。
催化剂的作用是促进化学反应,从而提高反应氢的处理量。催化 剂还能对产品的产率分布及质量的好坏起重要作用。
例如:在450—500℃及常压的条件下,从热力学的角度来判断, 烃类可以进行分解、芳构化、异构化、氢转移等反应,但是有些反应 如异构化、氢转移等反应速度很慢,在工业上是没有实际意义的。
催化剂的表面是化学反应的场所。 在生产过程中,由于高温及水蒸气的作用,小孔径的微孔遭到破 坏,平均孔径增大而比表面积减小,这种现象叫老化
④硅酸铝催化剂的酸性
在催化剂的表面,Al, O, Si 组成AL:O: Si的结构(b )。
由于AL:O键趋向正电荷较强 Si,使Al带有正电性,即为非质 子酸。
热裂化 催化裂化
反应机理 自由基 正碳离子
活化能 210—293KJ/mol 42——125KJ/mol
一、催化裂化催化剂的组成和结构 工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类:
一类是无定型的硅酸铝,其中包括天然活性白土、合成普通 (低铝)硅酸铝。另一类是结晶型硅酸铝,又称分子筛催化剂。
1、天然白土催化剂 白土催化剂是经过酸化处理的天然白土也叫活性白土。它的主要
8—9
5.8— 6.9
Na56[(AlO2)56(SiO2)136].264H2O Na8[(AlO2)6(SiO10)12].24H2O
2.5—5:1 5:1
目前工业上用作催化剂的主要是X型和Y型两种分子筛。这两种分子 筛的晶体结构是相同的,差别主要是其中的硅铝原子比不同。
⑶分子筛催化剂的结构
研究结果表明,分子筛催化剂的表面也是有酸性,由质子酸和非 质子酸形成的酸性中心速度比无定型硅酸铝的大得多。分子筛的单位 面积上的酸性中心数目约为硅酸铝的一百多倍,这个数据可以解释为 什么分子筛催化剂活性比硅酸铝高100多倍。
研究工作表明,当用某些单体烃的裂化速度来比较时,某些分子 筛的催化活性硅酸铝竟高出百倍。
人工合成的分子筛是含钠离子的分子筛。这种分子筛没有催化活性,分 子筛中的钠离子可以用离子交换的方式与其他阳离子置换。
用多价阳离子交换置换后的Y型分子筛有很高活性,目前工业上使用的催 化裂化分子筛有以下四种Y型分子筛。
①以稀土金属离子(如镧等)置换得的稀土—Y,因为稀土元素 可用RE符号表示,故可以简写为RE—Y型分子筛。
的作用使催化剂表面的结构发生变化破坏,活性会下降。 ②稳定性的评价方法 通常情况在一定条件下(如常压,800℃用水蒸气处理4小时)使
新鲜催化剂老化,然后再测定其活性并与新鲜催化剂比较来评价催化 剂的稳定性。
稳定性↑ 老化活性下降小。
③ 催化剂的平衡活性 新鲜催化剂在开始投用的一段时间内,活性急剧下降,待下降到一
⑷分子筛催化剂的酸性来源 与硅酸铝一样,分子筛催化剂的表面也具有酸性,这种表面酸性
也是由质子酸和非质子酸引起的。
另外一种解释:分子筛催化剂的活性来源于它的静电场,在分子筛晶体 结构中,存在着带正电的阳离子和带负电硅氧四面体,也就是说存在着 静电场,因此能使吸附的反应物分子起极化作用,从而促进吸附的反应 物分子反应。 从实验来检验,这两种观点都解释一些现象,还都不够完善。
④ 分子筛催化剂的选择性
分子筛催化剂的选择性优于硅酸铝,据某些装置的数据来看,与硅酸铝 催化剂相比,当焦炭产率相同时,使用分子筛催化剂可以提高汽油产率约 15—20%。
• 4、筛分组成、机械强度 • 催化剂在反应器,再生器和循环管中都处于流化状态。为了保证
良好的流化状态,要求催化剂有适当的筛分组成。 • 筛分组成:不同颗粒直径催化剂的组成。
减少损耗,要求催化剂有一定的机械强度。 评价机械强度的方法: 抗磨指数:
将一定量的催化剂放在特定的仪器中,用高速气流冲击4小时后, 所生成的细粉在﹤15μ的重量占试样中﹥15μ催化剂重量的百分数即 为磨损指数。
微球硅酸铝催化剂的组成
名称
<20μ 20—40 40—80 80—110 >110
兰化新鲜催化剂 3.5
16.6
55.4
7.3 7.2
大庆平衡催化剂 0.05
10.98 81.17 7.69 0.11
胜利平衡催化剂 0.3
7.3
86.0 5.5 1.0
由于在流化床中催化剂之间催化剂与器壁之间的激烈碰撞,使大 颗粒粉碎,所以在平衡催化剂中﹥80微粒的成分比新鲜催化剂少,同 时由于细粉不易被旋风分离器回收而损失,使平衡催化剂中的细粉含 量下降。
成分是氧化铝和氧化硅,还有杂质,不经过处理的白土是没有活性的。 酸化:是用烯硫酸溶解其所含杂质,再经水洗除去,最后进行干
燥和焙烧得到活性白土。 天然白土催化剂制造成本低,但活性、稳定性均较差,现在作为
催化裂化已经被淘汰。但是它们应用在其它的工艺中,例如精制。
2、无定型硅酸铝催化剂 1958年我国开始生产小球状93-5毫米 合成硅酸铝催化剂,用于
②以氢离子置换得的HY分子筛。置换的方法是先以NH+置换Na+, 然后加热除去NH+即剩下H+。
③兼用氢离子和稀土金属离子置换得的RE—HY型分子筛。 ④由HY分子筛经脱铝得到更高硅铝比的超稳Y型分子筛。 分子筛是一种多孔性物质,具有很大的内表面,新鲜催化剂的比 表面积一般在600—800m2/g. 分子筛是晶体结构,孔的排列规则,孔径比较均匀,孔径的大小 为分子筛数量级,在孔内能容纳分子。例如八面沸石笼,在25℃时能 容纳28个分子的异辛烷,5.4个分子苯。
定程度后则缓慢下降,因此初活性不能真实反映实际的生产情况。 在生产中会损失一部分催化剂(跑损)并需要定期补充一定量的新
鲜催化剂,因此在生产装置中的催化剂活性可能保持一个稳定的水平上, 此时的活性为平衡催化剂活性。
与催化剂的稳定性有关 平衡催化剂活性
与催化剂补充量有关。
3、选择性
① 选择性是表示催化剂增加目的产品和减少副产品的选择反应的能力。
和Y型及丝光沸石。
⑵工业分子筛催化剂的类型
类型 4A 5A 13X
Y 丝光 沸石
孔径A 单晶胞化学组成
硅铝原子比
4.2 5
8—9
Na12[(AlO2)12(SiO2)12].27H2O
1:1
Na2.6Ca4.7[(AlO2)12(SiO2)12].3H2O
1:1
Na86[(AlO2)86(SiO2)106].264H2O 1.5:2.5:1
移动床。 1965年开始生产微球状920-100微米 合成硅酸铝。 ①高铝低铝催化剂和合成方法 硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝,依铝含量的不同,合成硅
酸铝又分为低铝和高铝。 低铝硅酸铝含Al2O3 10-13% 高铝硅酸铝含Al2O3 25% 合成的方法是:由Na2SiO3 俗称水玻璃 Al2 (SO4)3,溶液按一定比例 合生成凝胶,再经过水洗,过滤,成型,干燥,活化等步骤制成。
每个单元晶胞结构,每个单元晶胞由八个削角八面体构成,削角八面体 的每个顶端是Si或Al原子,其间由氧原子相连接。由八个削角八面体围成的 空洞称为“八面沸石笼”。它是催化反应进行的主要场所。其体积为820埃。
进入八面沸石笼的主要通道是由十二员环组成,其平均直径为0.8— 0.9nm。钠离子的位置有多处。
② 无定型硅铝的结构
无定型硅铝催化剂具有很多不规则的微孔,它的密度大约是1克/ 厘米3,而孔体积达40.7cm3/g。这些微孔的直径大小不均,一般平均 孔径为40-70埃(A), 1(A) =1亿分之一厘米,由于这种孔结构,硅酸 铝催化剂具有很大的内表面积,新鲜催化剂的比表面积500-700米2/ 克。 ③ 催化剂的老化
在有少量的水存在在时,由 于AL原子带正电性使水分子离解 为H+与OH-,其中OH-与带正电的 性的Al结合,而则H+在Al原子附 近呈游离状态,此即质子酸。 (如a)
硅酸铝催化剂的活性与它的酸性有关,我们可以通过测定它的酸 性来评定它的活性。
质子酸和非质子酸形成的酸性中心就是硅酸铝催化剂的活性来源, 如为碳离子反应提供一个H+。
⑸ 分子筛催化剂担体的作用 前面说到,工业用的分子筛催化剂,不是纯的分子筛,其中仅含
10%—15%的分子筛,其余是担体和粘合剂。 担体除了起稀释作用外,有其它的作用。
担体的有如下作用: ① 在离子交换时,分子筛中的钠不可能被完全置换掉,而钠的存
在会影响分子筛的稳定性,担体可以容纳分子筛中的未除去的钠,从 而提高分子筛的稳定性。
⑦ 担体还能容纳进料中易结焦的物质,如沥青、对分子筛起到一 定的保护作用。
二、裂化催化剂的使用性能 1、密度
由于裂化催化剂是微球状多孔物质,故其密度有三种表示方法。 ⑴真实密度 颗粒骨架本身具有的密度,即颗粒的质量与骨架实体所占体积之
比,又叫骨架密度,一般是2—2.2g/cm3。 ⑵颗粒密度
把微孔体积计算在内的单个颗粒的密度,一般是0.9—1.2 g/cm3。
② 担体可以作为一个宏大的吸热体,起到热量贮存和传递的作用。 ③ 担体不仅起稀释作用,而且能使分子筛分散得更好,使分子筛 发挥更大的作用。
④ 担体可增强催化剂的耐磨程度。
⑤ 分子筛价格较高,使用单体可以降低催化剂的成本。
⑥ 对重油催化裂化,由于分子筛的孔径较小,而大分子难以进入分
子筛的微孔,而担体的可以使大分子在其表面裂化,生成较小的分子 再进入分子筛的微孔中进行反应。
在微型反应器中放置5.0g待测催化剂,采用标准原料, (一般为轻柴油),在反应温度460℃重量空速为6h-1,剂油 比为3.2的反应条件下进行反应70s,所得反应物中的 (﹤204℃汽油+气体+焦炭)的质量占总进料的百分数,即为 该催化剂的微反活性。
⑵稳定性 ①它是指催化剂在使用条件下保持活性的能力。 在生产过程中,催化剂反复进行反应和再生,由于高温和水蒸气
例如:低铝催化剂的密度
项目 新鲜催化剂 平衡催化剂
松动 0.40 0.63
沉降 0.44 0.69
密实 0.53 0.79
催化剂的堆积密度常用于计量催化剂的体积重量,催化剂的颗 粒密度对催化剂的流化性能有重要的影响。
2、活性、稳定性
(1)活性:是指催化剂促进化学反应的能力。
(2)活性的测量方法:活性在实验室一般用微反活性法(MAT) 测定。
2、结晶型硅酸铝催化剂(分子筛催化剂)
分子筛催化剂是六十年代发展起来的一种新型催化剂,它在催化 裂化中的应用是催化裂化技术的一次革命性的进步。 ⑴工业分子筛催化剂
一般是含5—15%的分子筛,其余是担体,工业上的担体有天然活 性白土,合成低铝活高铝催化剂。
分子筛是一种具有晶格结构的硅酸铝酸盐,亦称沸石。分子筛的 特点是稳定均一的孔结构。按其组成和结构的不同可以分为A型、X型
② 表示法
对催化裂化主要产物是汽油,如果气体和焦炭的产率高,则汽油的产率会 降低。催化裂化常以汽油产率/转化率及焦炭产率/转化率来表示。
③ 重金属污染对选择性的影响
当催化剂受重金属污染后,其选择性会变差表现在气体中的H2含量增大。 裂化气中的H2/ CH4比值不仅反映了金属污染的重度,也反映催化剂选择 性的变化。
裂化催化剂不仅提高了分解、芳构化等反应的速度,而且提高了 异构化、氢转移等反应的速度,从而使催化裂化装置的生产能力不仅 比热裂化装置的生产能力大,而且所得的汽油的辛烷值也高,安定性 好。
根据阿累尼乌斯公式:
kAeEa/RT
由式可见,在一定的反应温度下,活化能越低,反应速度就越高。 下面我们里比较热裂化反应和催化裂化反应。
⑶堆积密度 催化剂堆积时包括微孔体积和颗粒间空隙体积的密度,一般在
0.5—0.8 g/cm3,它有三种测定方法。 ① 松动状态
催化剂装入量筒内经摇动,待催化剂刚刚全部落下时,立即读取的 体积,所计算的密度。
② 沉降状态
上述量筒中的催化剂静置两分钟后,由读取的体积计算的密度。
③ 密实状态
将量筒中的催化剂在桌子上振动数次至体积不变时,由读取的体积 计算的密度。