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催化裂化催化劑

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催化裂化催化劑

發布日期:2017-04-01 作者: 點擊:

FCC技術的發展與催化劑的開發密不可分,兩者相輔相成,互相促進。催化劑不僅為催化反應提供了活性中心,使催化反應得以實現,而且作為載體將熱量從再生器輸送到反應器,為原料油的裂化提供熱能。流化催化裂化的開發最初是從螺旋輸送機械送粉劑這一重大開發項目開始的。粉劑的應用是發明流化催化裂化和各種流化床的關鍵。 催化裂化催化劑在發展中形成了無定性硅酸鋁催化劑和沸石分子篩微球催化劑兩大類。其中沸石分子篩微球催化劑按原料和制造過程可分為:白土基質部分結晶成沸石(即原位晶化)的全白土催化劑,以及沸石和基質分別制備的全合成沸石催化劑。

5.1催化劑的組成 催化裂化催化劑主要由基質和活性部分(分子篩)組成,有時還要借助粘結劑的作用,目前催化裂化所用的催化劑是由分子篩、基質(也稱擔體)以及黏結劑組成. 半合成沸石催化劑就是采用粘結劑把天然高嶺土(二者合成為基質)和稀土Y型沸石粘合在一起制成的。 催化劑中基質占大部分,沸石含量隨催化劑品種不同而不同,一般在10~40%,沸石含量高的催化劑通常制造成本也高。

5.1.1基質 基質主要主要提供合理的孔分布、適宜的表面積和在水熱條件下的結構穩定性,并要求有良好的汽提性能、再生燒焦能力,足夠的機械性能和流化性能;同時基質給予催化劑一定的物理形態和機械性能,如顆粒度、空結構、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,使催化劑的活性適當。 ②增強活性組分的熱傳遞,使活性組分避免熱失活。

③吸收活性組分的殘余鈉,提高活性組分的熱穩定性和選擇性。 ④將重油大分子裂解為中分子,使其能進入沸石孔道進行選擇性裂化,提高重質原料的轉化率。 ⑤抵抗雜質(堿氮,重金屬等)對活性組分的污染破壞,保持催化劑良好的活性和選擇性。

5.1.2活性組分(沸石和分子篩) 催化劑的作用是改變化學反應速度. 活性組分一般由各種形態和類型的沸石組成,可以是單一沸石,也可以是復合沸石,活性組分的主要作用是:提供催化劑的裂化活性、選擇性、水熱穩定性和抗中毒能力。 早期的催化劑含沸石8~10%,后來增加到14~16%,有的催化劑如USY沸石含量高達30~50%,沸石含量的增加,提高了催化劑的活性和選擇性,從而滿足了提升管催化裂化工藝的需要,并使產品分布更合理,輕油收率更高。

常見的沸石有Y型、X型和擇性沸石ZSM-5等類型,屬于Y型的有REY、HY、REHY和USY等,它們均由NaY改性制成。 REY沸石具有活性高和穩定性好的特點。在處理堿氮含量高的原料時,以REY沸石為活性組分的催化劑具有良好的產品分布和較高的輕油收率。REHY是介于REY和USY之間的一種沸石,較適于重質原料油的加工。

USY是一種改性的Y型沸石,通過脫鋁補硅,提高沸石骨架上的Si/AL比,使結構穩定化,它適合于摻煉渣油的催化裂化裝置,并能提高汽油的辛烷值。 沸石的傳統概念是一種多孔的晶體硅鋁酸鹽,具有一定的空腔和孔道,在脫水之后,可以使不同分子大小的物質通過或不通過,起到篩選不同分子物質的作用,故又稱“分子篩”.

Smith在1963年對沸石作了一個廣義的表述:沸石是一種硅鋁酸鹽,其骨架結構含有被離子和水分子占據的空腔,這些離子和水分子能夠自由的移動,“能夠進行離子交換和可逆脫水”.80年代以來,不同元素的化學合成沸石出現,從而使沸石不再局限于硅鋁酸鹽. 構成沸石的原始單元是SiO4、ALO4四面體,這些四面體單元以氧原子連接構成二級單元,由二級單元互相連接構成三級單元或多面體,,最后由多面體單元組成各種特定的沸石晶體結構,,是一種無機單元的聚合體.

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