催化加氢催化剂.ppt

第五章 催化加氢 本章目录 5.3 催化加氢催化剂 加氢裂化催化剂均以固体或固态浆状形式存在。反应属多相催化反应. 装置开工时，温度升高引起反应器膨胀，催化剂下沉;在停工时，反应器由于冷却而收缩，由于催化剂不能足够地流动，催化剂就受到严重的侧向应力; 正常操作时，流体流动产生的应力虽可忽略，但紧急泄压会造成催化剂下沉;催化剂颗粒孔结构内反应流体的快速蒸发，也会造成颗粒的爆裂; 保护剂 保护剂是一个广义上的名词，包括一般意义上的保护剂、脱金属剂，目的是改善被保护催化剂的进料条件，抑制杂质对被保护催化剂孔道堵塞与活性中心被覆盖，即脱除机械杂质、胶质、沥青质及金属化合物，保护被保护催化剂的活性和稳定性，延长催化剂的运转周期。 保护剂一般由惰性物质、具有微量或少量加氢活性的催化剂组成，采用分级技术装填于反应器顶部 . 保护剂的形状有 球形、圆柱形、三叶草形、车轮形、拉西环形、蜂窝形 保护剂问答 反应器第一层保护剂起什么作用，装填有何特点？ 保护剂的作用在于改善加氢进料质量，抑制杂质对主催化剂孔道的堵塞与活性中心被覆盖，保护主催化剂活性和稳定性，延长催化剂运行周期。 在加氢裂化装置第一精制反应器催化剂床层顶部，装填不同粒度、形状、不同空隙率和反应活性低的催化剂，实行分级装填，对克服顶部催化剂床层结焦和使沉积金属较均匀地分布在整个脱金属催化剂床层十分有效。目前，国内大型加氢裂化装置一般都放置具有较大空隙率和较低活性的大颗粒催化剂。 加氢精制剂 加氢精制剂分前加氢精制剂和后加氢精制剂。前加氢精制剂的作用是脱除硫、氮、氧等杂原子化合物、残余的金属有机化合物、饱和多环芳烃，降低加氢裂化催化剂的反应温度、减缓加氢裂化催化剂的失活，从而延长加氢裂化催化剂的运转周期。后加氢精制剂的作用是饱和烯烃、脱除硫醇、提高产品的质量。 加氢精制剂一般由金属组分、载体和助剂3部分组成。 金属组分主要提供加氢活性及能够加速C－N键氢解的弱酸性，由Vl B族或Ⅷ族的金属。 加氢精制剂 加氢裂化剂 加氢裂化剂属双功能催化剂，主要由提供加氢/脱氢功能的金属组分和提供裂化功能的酸性组分组成，其作用是将进料转化成希望的目的产品，并尽量提高目的产品的收率和质量。 加氢裂化催化剂的分类 按金属分类：贵金属Pt、Pd；非贵金属Mo-Ni、W-Ni、Mo-Co、W-Mo-Ni、Mo-Ni-Co等 按酸性载体分类：无定型、无定型硅铝、无定型硅镁、改性氧化铝等 按工艺过程分类：单段催化剂、两段催化剂 按压力分类：高压（10MPa以上）、中压（5-10MPa） 按目的产品分类：轻油型、中油型、中高油型、重油型 加氢裂化催化剂 1、加氢裂化催化剂组成上有何特点？ 加氢裂化催化剂是双功能催化剂，是具有加氢活性和裂解活性的双功能催化剂，加氢活性由活性组分提供，裂解活性则由载体提供。加氢活性组分主要包括ⅥB族和Ⅷ族的几种金属如Mo、W、Ni、Co、Fe、Cr等的硫化物，或贵金属Pt、Pd元素等。裂解功能一般由无定形硅铝、分子筛等酸性载体提供。具有大面积的无定型或晶型硅铝称为载体。通常，人们以无定型硅铝载体或晶型硅铝载体作为划分加氢裂化催化剂类别的基础。 2、加氢裂化催化剂的作用是什么？ 加氢裂化是在氢压下把低质量大分子的原料油转化为洁净的小分子产品。大分子的原料油较之小分子的产品有较高的能位，为了使转化反应过程顺利进行，必须克服能障，即所谓活化能（Ea）。催化剂的作用是可以减少或降低能障，加快反应速度。但催化剂不能改变反应和原料油与产品之间的平衡。 3、催化剂载体的作用？ 单独存在的高度分散的催化剂活性组分，受降低表面自由能的热力学趋势的推动，存在着强烈的聚集倾向，很容易因温度的升高而产生烧结，使活性迅速降低。如果将活性组分载到载体上，由于载体本身具有好的热稳定性，而且对高度分散的活性组分颗粒的移动和彼此接近起到阻隔作用，会提高活性组分产生烧结的温度，从而提高了催化剂的热稳定性。不同的载体因表面性质不同，会不同程度地提高活性组分的烧结温度。此外，活性组分分散到载体上后，增加了催化剂的体积和散热面积，从而改善了催化剂的散热性能，同时载体又增加了催化剂的热容，这些都能减小因反应放热所引起的催化剂床层的温度提高，特别是在强放热反应中，良好的导热性能有利于避免因反应热的积蓄使催化剂床层超温而引起催化剂活性组分烧结。 4、助剂的作用 ①有利于金属分散，（加入Si、B），使之更好的转化为Ni-Mo-S（Co-Mo-S）活性相。 ②加入P、Ti抑制尖晶石的生成。 ③加入F、Si提高酸性。 5、中压加氢裂化与高压加氢裂化的催化剂有无不同？ 中压加氢裂化装置与高压加氢裂化装置操作条件相比，其系统操作压力较低，因此氢分压偏低，对催化剂的产品转化率要求低一些，但对催化剂的耐氮、耐氧、容炭、芳烃