各类催化剂及催化作用.pptxVIP

各类催化剂及催化作用第1页/共54页 工业催化原理2/54一、概述1、? 沸石： 自然界存在的类似粘土的硅铝酸盐2、? 沸石特点： 白色（通常）[ 浅粉、棕红、黄色或绿色 ] 玻璃光泽，粒度0.5～10μm 硬度：中等（3 ～ 5） [ 金刚石？10 ] 比重：2.0～2.5第三节 分子筛催化剂第2页/共54页 工业催化原理3/54 由SiO4和AlO4四面体骨架共享氧原子而交联， 形成多孔骨架结构 孔道大小均一 无毒无味，无腐蚀性 不溶于水和有机溶剂，溶于强酸、强碱 沸石中由于AlO4四面体有过剩负电荷，由Na+ 、 K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+离子中和 沸石的孔有效直径由这些正离子大小和所在晶格 的位置决定第3页/共54页 工业催化原理4/544、? 分类 立体笼形结构：菱沸石、方沸石 层状结构：片沸石 纤维状结构：钠 沸石、钙沸石 3、? 沸石存在形式 喷出岩、沉积岩、变质岩、热液矿床、近代温 泉沉积中 目前发现四十多种 第4页/共54页 工业催化原理5/54 人工合成结晶的硅铝酸盐。已有一百多种 化学组成 Me x/n [ (AlO2)x(SiO2)y ] zH2O Me — 金属阳离子 n — 金属阳离子价数 x — 铝氧四面体的数目 y — 硅氧四面体的数目 z — 水合水分子数5、? 分子筛第5页/共54页 工业催化原理6/54 常见形式 A型、X型、Y型、M型、ZSM-5型等 命名： 研究者发明所用符号 A型、X型、M型、ZK-5型等 离子交换，冠原型号所交换的离子元素 CaA、HY、NH4Y 等第6页/共54页 工业催化原理7/54 化学组成标明交换度 Na12Al12Si12O48 27 H2O Ca4Na8Al12Si12O48 27 H2O A型分子筛中，33%Na被Ca交换 在型号前冠以分子筛孔径大小。 4A Na12AL12Si12O4627H2O 孔径4? 5A 70% Na 被Ca交换 孔径5? 3A 66% Na 被 K 交换 孔径6?第7页/共54页 工业催化原理8/54 相应天然沸石矿物名称 丝光沸石分子筛 方沸石分子筛 Si、Al 被其它原子取代，前加取代原子元素符 号和连字符 P ～L P 取代L 型分子筛中部分 Si K22[（AlO2）34（SiO2）25(PO2)13] 42H2O第8页/共54页 工业催化原理9/541、? 五十年代 —— 沸石 干燥剂： 产品含水可脱到 1—10 ppm 净化剂： 天然气、裂解气脱H2S、CO2比硅胶净化度提高10 ～20倍 烃类分离： 脱蜡： 异构烷中分离正构烷 从混合二甲苯中分离对二甲苯 （KBaY分子筛）二、发展史第9页/共54页 工业催化原理10/542、六十年代 —— 人工合成工业催化剂 Y型分子筛： 人工合成沸石分子筛 主要应用领域： 催化裂化、加氢裂化、催化重整、芳烃及烷烃异构化、烷基化过程、歧化过程等第10页/共54页 工业催化原理11/543、七十年代——工艺路线、产品质量改进 ZSM—5型高硅分子筛 ～ 防结焦 Si/Al 高50以上，为交叉通道，使Cat更具有选择 性及催化活性更强，抗毒化及产品选择更有利，提高反应速率。（改变工艺路线，采用一步合成等过程）例：甲苯乙烯烷基化生产对甲乙苯的反应。 脱氢后甲基苯乙烯是优良的高分子材料第11页/共54页 工业催化原理12/544、 八十年代——AlPO4磷酸铝分子筛 第三代新型分子筛 在原有的Si、Al分子筛基础上又引入P元素已超过二百种骨架，二十四种不同结构（已鉴定出）性能特点： ①为强吸水性，超过碳氢化合物 ②做载体 ③与加氢组分一起使用，有利于重质油的深加工第12页/共54页 工业催化原理13/545、九十年代以来 AlPO4系列的开发及应用领域的研究 现有分子筛催化剂进一步改性 抗中毒、择型、抗磨损、防结焦、耐高温 引入更多金属助剂，使其使用性能更广 改进Cat，使其在石化行业有更高的选择性、活