加氢裂化催化剂影响因素.doc

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1、加氢裂化催化剂影响因素一、催化剂理论知识1催化剂和催化作用一个热力学上可以进行的反应，由于某种物质的作用而改变了反应速度，在反应结束时此物质并不消耗，则此种物质称之为催化剂，它对反应施加的作用称为催化作用。催化剂之所以能改变反应速率是因为在催化剂存在下使反应改变了历程，从而改变了反应的活化能。催化剂不能改变化学平衡，只能改变平衡到达的速度。2多相催化反应的步骤当催化剂和反应物不在同一相时称之为多相催化，在大多数多相催化的情况下，催化剂是固体，反应物是液体或气体。在加氢裂化过程中，催化剂是固体而反应物是气、液相。多相催化反应的步骤如下：l 反应物通过催化剂颗粒外表面的膜扩散到催化剂外表面l 反应

2、物自催化剂外表面向内表面扩散l 反应物在催化剂内表面上吸附l 反应物在催化剂内表面上反应生成产物l 产物在催化剂内表面上脱附l 产物自催化剂内表面扩散到催化剂外表面l 产物自催化剂外表面通过膜扩散到外部以上七个步骤可以归纳为外扩散、内扩散、吸附和反应四阶段。如果其中某一阶段比其它阶段速率慢时，则整个反应速率取决于该阶段的速率，该阶段成为控制步骤。3加氢裂化催化剂的特征与表征31特征加氢裂化催化剂主要是由载体和金属两个基本部分组成的双功能催化剂，有的还有助剂等其它成分。载体主要提供酸性，在其上发生裂解、异构化、歧化等反应，加氢裂化催化剂的载体有两大类：一类是非晶形的，如氧化铝、硅铝、硅镁等。另一

3、类是晶形的沸石分子筛类。可以分别使用，也可以混合使用。金属组分是加氢活性的主要来源，可以分为非贵金属和贵金属两类，属于非贵金属的主要有VIB族和VIII族金属，以W、Mo、Co、Ni为常见，多以硫化物状态使用，贵金属则以VIII族金属Pt、Pd为主，多以金属状态使用。32表征催化剂的催化性能不仅取决于它的化学组成，而且与其物理、化学的诸多性质密切相关。孔结构 由于反应是在催化剂固体表面上进行，而且主要是内表面，所以催化剂的孔结构是十分重要的因素。其中包括：l 表面积 因为催化反应是在催化剂表面上进行，表面积对分散催化剂活性组分起重要作用，它与催化剂活性密切相关，当然它并不与活性成正比关系，这是

4、因为活性表面只占总表面的一部分，还有一部分表面由于孔径太小或传质原因而不能发挥作用。l 孔体积 是单位质量催化剂所有细孔体积的总和，是催化剂孔结构的参数之一，一定的反应要求催化剂具有一定范围的孔体积。l 孔径 用来表示催化剂平均孔径的大小，它是基于假设催化剂有n个孔，从表面到内部大小相同，是圆柱状，通过公式计算出。l 孔体积对孔径的分布（简称孔分布） 仅知道载体或催化剂的平均孔径是不够的，一般催化剂或载体不可能做到所有的孔径都一致，而理想的载体或催化剂则希望孔径尽可能地集中在某一范围内，因此就要知道不同孔径的孔体积占催化剂总孔体积的数量。催化剂的孔径大小可分为：大孔（20nm），过渡中孔（22

5、0nm）和细孔（2nm）。酸性 酸性是加氢裂化催化剂的重要性质，它关系到催化剂的裂解活性，是决定催化剂反应温度的关键因素；它还影响产品分布。这量所指的酸性包括酸类型（B酸或L酸）、酸强度和酸浓度（简称酸度）三层含义，这三个因素对催化剂性质都有影响，例如某种反应就只能在一定酸强度范围内的某种酸性中心上进行。在一个固体的酸性催化剂上往往是B酸和L酸共存，酸性中心和碱性中心共存，且酸度对强度来说是一个分布，而且催化剂随其处理条件不同，酸强度与酸度也会发生变化，这都造成固体酸催化剂表面的不均匀性，也就使得酸催化规律较液相反应复杂得多。金属分散和活性相结构 加氢裂化催化剂的加氢活性随加氢金属的面积增大而

6、增加，要使较少的金属发挥更高的活性，在于催化剂上的金属组分尽量分散得好，促使多生成加氢活性相。其它表征： 如化学组成、杂质的含量等。4催化剂的制备固体催化剂的制备大体可分为两个阶段。首先要制成具有一定化学组成和物理结构的基质，并将其加工成能满足机械强度和流体力学要求的一种几何形状和粒度，添加活性金属组分，经干燥、焙烧处理成为催化剂，使用前再经硫化还原处理提高活性。其单元操作大致包括：（1）沉淀（又称中和、成胶） 通常是制备催化剂的第一步，即将酸性和碱性溶液在特定的条件下混合，形成具有特定化学组成的水凝胶沉淀物，又称基质。（2）过滤 其中包括沉淀物与母液的分离，和洗涤时与洗涤水的分离。（3）洗涤

7、 是用脱盐水除去沉积物孔中或颗粒间的母液，洗去吸附在基质表面上的杂质，一般用打浆法和冲滤法洗涤。（4）干燥 是将孔隙及表面物理吸附的水除去，干燥是一个很重要的过程，不同的干燥条件会产生不同结构的载体。（5）成型 催化剂的形状和颗粒度决定了反应器的压力降、传质、传热和耐压、抗磨强度，因此成型技术是在催化剂制备过程中的重要环节。早期的成型技术主要是压片、模板、粉末滚球，当前更多采用圆柱、异型挤条或油氨柱、油柱成条。（6）焙烧 焙烧的目的是使载体或催化剂得到固定相结构，和适宜的孔体积、表面积、孔结构，并具有良好的强度，在焙烧过程中还发生一系列化学反应。（7）浸渍 这是将活性金属组分分散在已制备好的载

8、体上，该过程包括浸渍液配制、浸渍、干燥、焙烧几个步骤，从操作方式上又分为过量溶液浸渍和饱和（喷淋）浸渍。以上是较典型的单元操作，对具体某个催化剂会有变化，如有的在成胶后有老化（陈化）阶段，而加入活性金属则可有混捏、打浆等方式而无浸渍。使用共沉法时则是载体和加氢金属组分同时沉淀等。5加氢裂化催化剂的载体在工业上使用的催化剂，很少有单一组分的，特别是炼油工业的催化剂都由载体和活性组分两部分组成。早期对载体的作用仅认为是活性组分的基底、支座，即使有催化活性也是很小的。近几十年的研究表明绝非如此，特别是对加氢裂化催化剂来说载体是重要的活性组分之一。一般来说载体的作用包括：赋予机械强度，帮助消散热量防止

9、熔结，增加活性组分的表面，保持活性组分微小晶粒的隔离，以减少熔结和降低对毒物的敏感性。加氢裂化催化剂的载体除有上述共性之外，还有其特殊性。加氢裂化催化剂载体最重要的作用是提供裂解活性。51加氢裂化催化剂载体的作用如下：l 提供酸性中心。l 提高催化剂的热稳定性。l 提供合适的孔结构和增加有效表面。l 与活性组分作用形成新的化合物。6助剂的作用加入少量的助剂或添加剂，如P、B等，目的是调节载体性质及金属组分结构和性质及活性相的分散和类型，以改善催化剂的活性、选择性、氢耗和寿命（减少结焦和金属沉积）等。二、本装置使用的催化剂本装置所使用的催化剂主要有：加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂及加氢保护剂。1

10、加氢精制催化剂加氢精制催化剂活性高，稳定性好，特别是加氢脱氮性能好。适应性强,对多种原料均能达到精制要求。芳烃饱和性能好，抗积炭能力强。2加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂活性高，稳定性、选择性好，具有抗有机氮化物中毒的能力，具有较高的芳烃饱和性能和加氢开环能力，化学氢耗低。3加氢保护剂具有颗粒大、活性低的特点，可完成部分烯烃 (尤其是二烯烃) 加氢反应和脱残炭、脱金属反应，减少主催化剂上的积炭，从而保护主催化剂。4催化剂的包装与储运:（1）本产品有吸水性，桶盖应盖严，注意防水、防潮，防止其它化学品污染。用专用铁桶包装，内套双层塑料袋。包装物外表需注明：商品名称、商标、厂址、批号、生产厂名和警示标志。并附有包装标签。（2）运输催化剂的车辆或船只应有防雨防水措施，车（船）体应干净无漏损。搬运时不得摔、滚铁桶。应轻拿轻放。