化学工艺石油催化剂.ppt

* 耐毒性：是指催化剂对有毒物质的抵抗力或耐受力。 常见的毒物有砷、硫、氯等的化合物和铅等重金属。需要指出的是，在有些反应中，特意加入某种物质去毒害催化剂中促进副反应的活性中心，从而提高催化剂的选择性。 其他方面：廉价、易得、无毒、易分离。 * 3.3.2 催化剂的活化 许多固体催化剂在出售时的状态一般是较稳定的，便于存储和运输。但这种稳定状态不具有催化性能，催化剂在使用前必须对其进行活化，使其转化成具有活性的状态。不同类型的催化剂有不同的活化方法，包括还原、氧化、酸化、硫化、热处理等。 * 3.3.3 催化剂的失活与再生 引起催化剂失活的原因较多，正确的了解催化剂的失活的原因和再生的方法，有利于更有效的使用催化剂。 固体催化剂是工业应用最为广泛的催化剂，而对于固体催化剂来讲有以下3种引起失活的原因。 1、超温过热，使催化剂表面发生烧结，晶型转变或物相转变； 2、原料中混有毒物杂质，是催化剂中毒； 3、有污垢或积炭覆盖催化剂表面的活性中心。 * 所以催化剂在使用时，应该严格控制操作条件，使反应温度为催化剂的最佳使用温度，防止超温；而对于原料也要预先进行净化。催化剂的再生是正对失活而言的，对于不同原因引起的失活，再生的方法也不同。而由积炭造成的催化剂失活，可以通过焙烧再生。 无论何种再生方法，均会不同程度的引起催化剂结构的破坏，导致活性下降。 * 3.4.1 按反应体系 均相和非均相催化剂。 3.4.2 按反应类型 取决于用于何种反应 3.4.3 按反应机理 氧化还原型和酸碱型催化剂 3.4.4 按催化剂的相态 固态、液态。 3.4.5 按催化剂的组成分 体相催化剂、负载型催化剂。 3.4 催化剂的分类 * 3.4.5 按反应条件下物态 金属催化剂、氧化物催化剂、硫化物催化剂、酸催化剂、碱催化剂、配位化合物催化剂、生物催化剂等。 当前在石油化工、石油炼制、有机化工、精细化工、无机化工、环境保护等领域应用最多的是金属催化剂、氧化物和硫化物等固态催化剂。 * 一般而言，催化剂的性能不仅与催化剂的种类、结构有关，还与催化剂的组成、制备方法有关。 （1）活性组分：指主要其催化作用的部分，可以是单质，也可以是化合物。 （2）载体：指催化剂中起支承作用的部分，硅胶、活性炭、活性氧化铝、分子筛。 （3）体相催化剂。活性组分和载体为一种物质的为体相催化剂。 3.5 固体催化剂的组成 * 3.6 固体催化剂的制备方法 催化剂制备的要点： 1、活性组分：具有多组分协调作用的多功能催化剂。 2、载体：一定物理结构的控制，粒度、比表面、孔体积。 不同制备方法，成分、用量相同，但催化剂的性能可能不同。 主要：沉淀法、浸渍法、水热法、离子交换法等， 另外：熔融法、煅烧法、还原法、溶解法等。 用“/”来区分载体与活性组分，如：Ru/Al2O3，Pt/Al2O3，Pd/SiO2， 用“-”来区分各活性组分及助剂，如：Pt-Sn/Al2O3，Fe-AL2O3-K2O * 沉淀法 沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物，碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分离，洗涤，干燥后，即得催化剂。 金属盐溶液 NaOH(Na2CO3) 沉淀 洗涤 活化 成型 干燥 焙烧 研磨 催化剂 * 浸渍法 基本原理为：当多孔载体与溶液接触时，由于表面张力作用而产生的毛细管压力，使溶液进入毛细管内部，然后溶液中的活性组分再在细孔内表面吸附。 载体（如Al2O3）的沉淀 洗涤干燥 载体的成型 用活性组份浸渍 干燥 焙烧分解 活化还原 负载型金属催化剂 * 水热法 水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。 主要用于制备分子筛催化剂。 过 滤 洗 涤 NaY原粉 Na型丝光沸石 混合 成胶 晶化 干燥 水玻璃 硫酸铝 偏铝酸钠 氢氧化钠 * 离子交换法 离子交换法是在载体上进行金属离子交换而负载的方法，可以制备高分散性的金属催化剂。 离子交换法中，根据离子交换的种类和交换度的不同，需要注意交换温度、交换液浓度等因素。 利用离子交换的手段把活性组分以阳离子的形式交换吸附到载体上。 适用于低含量，高利用率的贵金属催化剂。用于活性组分高分散，均匀分布大表面的负载型金属催化剂。 * 氢型分子筛的制备（H-ZSM-5） 硅酸钠 硫酸铝 氢氧化钠 晶化 Na-ZSM-5分子筛 NH4NO3 交换3～5次