chapter 3助劑

《chapter 3助劑》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、第三章催化劑與助劑第三章催化劑與助劑在催化裂化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，催化劑常起到舉足輕重的作用。催化劑和工藝總是相輔相成、互相促進(jìn)的，它們象兩個(gè)輪子，支撐著催化裂化技術(shù)的飛速發(fā)展。譬如在工藝條件基本不變的情況下，開(kāi)發(fā)一種新的催化劑，常能獲得更高的轉(zhuǎn)化率和更好的產(chǎn)品分布，反之亦然。因此，在論述催化裂化技術(shù)時(shí)不能不說(shuō)到催化劑（和助劑）。它不僅為催化反應(yīng)提供了活性中心，使催化反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)，而且作為載體將熱量從再生器輸送到反應(yīng)器，為原料油的裂化提供必要的熱能。催化劑伴隨著催化裂化工藝的發(fā)展，經(jīng)歷了許多漸進(jìn)的和革命性的更新。催化裂化催化劑在發(fā)展中形成了無(wú)定形硅酸鋁微球催化劑和泡沸石分子

2、篩（以下簡(jiǎn)稱沸石）微球催化劑兩大類(lèi)。其中沸石微球催化劑按原料和制造過(guò)程可分為白土基質(zhì)部分結(jié)晶成沸石（即原位晶化）的全白土沸石催化劑以及沸石和基質(zhì)分別制備的全合成沸石催化劑和半合成沸石催化劑。所謂全合成沸石催化劑是指生產(chǎn)基質(zhì)的原料采用人工合成，例如以合成硅酸鋁膠體為基質(zhì)并加入一定量的稀土Y型沸石制備而成。在生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)基質(zhì)Al2O3的含量和調(diào)節(jié)催化劑中稀土Y型沸石含量，即可得到適合不同反應(yīng)深度（活性水平）的催化劑品種。我國(guó)早年生產(chǎn)的Y—9或Y—15產(chǎn)品，是指催化劑中稀土Y型沸石的含量不同的產(chǎn)品，其基質(zhì)是合成的硅酸鋁。這些催化劑又有所謂低鋁、高鋁之分。低鋁是指其基質(zhì)Al2O

3、3含量在12%～14%之間，高鋁是指其基質(zhì)Al2O3含量在23%～25%之間。還有所謂‘偏Y”或“共Y”，這是指催化劑制備方法有別，偏Y催化劑的基質(zhì)硅鋁網(wǎng)狀膠團(tuán)骨架是由氧化硅和氧化鋁先后分步沉淀制得的，采用偏鋁酸鈉為沉淀劑；共Y催化劑的基質(zhì)硅鋁網(wǎng)狀膠團(tuán)骨架采用由硅源和鋁源共沉淀方法制得。半合成基質(zhì)沸石催化劑是采用粘結(jié)劑把天然高嶺土和稀土Y型沸石粘合在一起而成。在生產(chǎn)中調(diào)節(jié)基質(zhì)組成和沸石添加量可以得到不同活性水平的半合成催化劑。半合成沸石催化劑具有高堆積密度、高強(qiáng)度、低表面積、小孔容、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、選擇性和再生性能好以及耐重金屬污染性能好等特點(diǎn)。本章將對(duì)催化裂化催化劑（和助劑）

4、的組成、性能、選用依據(jù)和回收利用做詳細(xì)介紹。第一節(jié)催化劑的組成和制備催化裂化催化劑主要由基質(zhì)和活性組分組成。有時(shí)還需要借助于粘結(jié)劑的作用，如半合成沸石催化劑便是采用粘結(jié)劑把天然高嶺土（二者合稱為基質(zhì)）和稀土Y型沸石粘合在一起制成的。另外，根據(jù)使用的要求，還可加入某些添加物，如鈍化金屬、助燃、提高辛烷值、脫SOx等組分。早期的催化劑由酸性白土或合成硅酸鋁制成，它們具有一定的活性和良好的物理性能。七十年代發(fā)展到使用Y型泡沸石分子篩，它具有很高的活性和選擇性，若單獨(dú)作為催化劑使用，反應(yīng)時(shí)迅速積炭，而且本身的機(jī)械強(qiáng)度差，顆粒小，無(wú)法單獨(dú)使用。于是人們采用了將沸石分散于基質(zhì)的辦法制

5、成催化劑，得到了廣泛的應(yīng)用。催化劑中基質(zhì)占大部分。沸石含量隨催化劑品種不同而不同，一般小于40%，小的只有10%左右，沸石含量高的催化劑通常制造成本也高。一基質(zhì)基質(zhì)主要提供良好的物理性能，如合理的孔分布、適宜的表面積和在水熱條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并要求有良好的汽提性能、再生燒焦性能，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和流化性能；同時(shí)基質(zhì)是催化劑的賦形劑，給予催化劑一定的物理形態(tài)和機(jī)械性能，如顆粒度、孔結(jié)構(gòu)、堆積密度、抗磨性等，以保證催化劑的輸送、流化和汽提性能。此外，它還有以下功能：①稀釋和分散活性組分，使催化劑的活性適當(dāng)；②增強(qiáng)活性組分的熱傳遞，使活性組分避免過(guò)熱失活；③吸收活性組分的殘余鈉

6、，提高活性組分的熱穩(wěn)定性和選擇性；④將重油大分子裂化為中分子，以使其進(jìn)入沸石孔道進(jìn)行選擇性裂化，提高重質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化率；136第三章催化劑與助劑⑤抵抗雜質(zhì)（如堿性氮、重金屬等）對(duì)活性組分的污染破壞，保持催化劑良好的活性和選擇性。催化裂化催化劑的基質(zhì)由膠態(tài)的氧化鋁和氧化硅構(gòu)成，其差別在于構(gòu)成的形態(tài)和組成不同而已。初始階段多為合成的無(wú)定型硅酸鋁。后來(lái)演變?yōu)椴捎锰烊话淄良诱辰Y(jié)劑作為基質(zhì)，即稱為半合成型的基質(zhì)。近期發(fā)展起來(lái)的基質(zhì)，除了白土、粘結(jié)劑之外，又增加了活性組分，即有晶相的氧化鋁。不管如何變化，基質(zhì)都必需擔(dān)負(fù)起充分發(fā)揮沸石功能的作用。（一）全合成硅鋁基質(zhì)全合成硅鋁基質(zhì)是在催化

7、劑制備過(guò)程中生成的硅鋁凝膠體，具有-Si-O-Al-的活性結(jié)構(gòu)，本身具有較高的活性。它的制備方法有兩種：分步沉淀法和共沉淀法。①分步沉淀法：即先沉淀硅凝膠，老化一段時(shí)間后再往其中加入鋁源，使鋁源滲透到硅凝膠的毛細(xì)孔內(nèi)表面上和膠團(tuán)內(nèi)部的一定深度，使之生成鋁凝膠，其代表性催化劑是偏Y—15沸石催化劑的基質(zhì)。②共沉淀法：即制備時(shí)使硅凝膠和鋁凝膠同時(shí)沉淀，經(jīng)老化后硅鋁重排，形成具有一定活性的硅鋁基質(zhì)。其代表催化劑是共Y—15的基質(zhì)。（二）高嶺土基質(zhì)高嶺土是一種層狀結(jié)晶硅酸鋁鹽礦物，其化學(xué)式為Al4［Si4O10](OH)8,通常為土狀