石油化工催化剂及应用课件.ppt

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1、石油化工催化剂及应用石油化学工程系张春兰催化裂化催化剂1催化加氢催化剂3烷基化催化剂4催化重整催化剂2石油炼制催化剂催化裂化1催化裂化催化剂种类、组成3催化裂化催化剂的主要性质4催化裂化催化剂产品性能要求2第三章催化裂化催化剂催化裂化催化剂的失活与再生5催化裂化催化剂的制备6全球催化裂化催化剂的发展简史第三章催化裂化催化剂年代催化剂类型开发者1915三氯化铝A.M.McAfee1928酸处理活性白土E.Houdry1940合成硅铝催化剂HoudrysoconyVacuumOilCo.1948微球催化剂DavisionChemicalCo.1962沸石裂化催化

2、剂MobilOilCo.1964超稳Y和稀土Y型裂化催化剂DavisionChemicalCo.1972原位晶化催化剂Engelhard(W.L.Hadenetal)1986引入ZSM-5助辛剂MobilOilCo.1990-新型渣油催化裂化催化剂各催化剂制造公司2000-低碳烯烃，降硫和烯烃技术各催化剂制造公司中国催化裂化催化剂的发展简史第三章催化裂化催化剂年代催化剂类型开发者50年代天然白土与合成硅铝催化剂1964硅铝小球裂化催化剂北京石科院与兰州石化公司197313X型沸石催化剂兰州石化公司1975REY微球裂化催化剂兰州石化公司1981CRC-1高密

3、度裂化催化剂北京石科院与齐鲁石化公司1986原位晶化催化剂兰州石化公司1989LC-7中堆比裂化催化剂兰州石化公司1993双铝黏结剂的引入北京石科院与兰州石化公司1994ZRP分子筛的引入北京石科院与长岭炼化公司2000-降汽油烯烃和多产低碳烯烃国内三大催化剂生产厂一、催化裂化（一）催化裂化的特点原料来源广泛产品产率高，质量好装置操作弹性大，产品方案灵活。第三章催化裂化催化剂（二）催化裂化的化学反应1.裂解反应2.氢转移反应氢转移反应是造成催化裂化汽油饱和度较高的主要原因。第三章催化裂化催化剂环烷烃或环烷一芳烃(如四氢萘、十氢萘等)放出氢使烯烃饱和而自身逐渐

4、变成稠环芳烃。两个烯烃分子之间也可以发生氢转移反应。3.异构化反应第三章催化裂化催化剂4.芳构化反应烯烃环化并脱氢生成芳烃。5.烷基化反应烷烃和烯烃反应生成较大的烷烃，或芳烃和烯烃反应生成烷基芳烃6.叠合反应烯烃与烯烃反应生成一个更大分子的烯烃。第三章催化裂化催化剂7.烷基转移反应指一个芳环上的烷基取代基转移到另一个芳烃分子上去。8.歧化反应烷基转移反应的逆反应低相对分子质量的烯烃歧化9.缩合反应主要是烯烃与烯烃、芳烃与烯烃、烯烃与芳烃之间的碳碳键的生成反应，生成较大的分子和氢气。另一个结果是生成焦炭。第三章催化裂化催化剂（三）正碳离子反应机理正碳离子：缺少

5、一对价电子的碳所形成的烃离子，如：RCH2＋正碳离子来源：由烯烃分子获得一个氢离子而形成。氢离子来源：酸性催化剂。通过正十六烯的催化裂化反应来说明正碳离子学说。第三章催化裂化催化剂通过正十六烯的催化裂化反应来说明正碳离子学说。①正十六烯从催化剂表面或已生成的正碳离子获得一个氢离子而生成正碳离子：第三章催化裂化催化剂②大的正碳离子不稳定，容易在β位置上断裂：③生成的正碳离子是伯正碳离子，不够稳定，易于变成仲正碳离子，然后又接着在β位置上断裂：第三章催化裂化催化剂④正碳离子的稳定程度依次是叔正碳离子＞仲正碳离子＞伯正碳离子，因此生成的正碳离子趋向于异构叔正碳离子

6、。⑤正碳离子将氢离子还给催化剂，本身变成烯烃。第三章催化裂化催化剂二、催化裂化催化剂使用性能的要求对催化裂化催化剂使用性能的要求：★产品具有较理想的可流化性能和抗磨性能★催化裂化催化剂应当具备较高的活性、稳定性和选择性★催化裂化催化剂应具有较好的抗金属污染性能和再生性能。★催化裂化催化剂应具有比较理想的表面结构。第三章催化裂化催化剂三、催化裂化催化剂的种类、组成和结构工业上所使用的裂化催化剂虽品种繁多，但归纳起来不外乎三大类：天然白土催化剂无定型合成催化剂分子筛催化剂第三章催化裂化催化剂（一）催化裂化催化剂的种类1.天然白土催化剂工业催化裂化装置最初使用的经

7、处理的天然白土，其主要活性组分是硅酸铝。2.无定型合成催化剂天然白土被人工合成硅酸铝所取代。特点：具有孔径大小不一的许多微孔，一般平均孔径为4～7nm，比表面积可达500～700m2/g。硅酸铝的催化活性来源于其表面的酸性。第三章催化裂化催化剂（二）无定型合成催化剂硅酸铝的主要成分是氧化硅和氧化铝，合成硅酸铝依铝含量的不同又分为低铝（含Al2O310%～13%）和高铝（含Al2O3约25%）二种。其催化剂按颗粒大小又分为小球状（直径在3～6mm）和微球状（直径在40～80）。Al2O3、Si2O3及少量水分是必要的活性组分，而其它组分是在催化剂的制备过程中残

8、留下来的极少量的杂质。合成硅酸铝是由Na2SiO3和