稀土在石化催化剂中的应用

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稀土在催化剂中的应用

稀土在催化剂中的应用

稀土在催化剂中的应用
稀土在催化剂中的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面:
1. 稀土催化剂可广泛用于有机合成过程中。

稀土催化剂能促进不对称合成、氢化、氧化、烷基化、缩醛、羟基化、醚化、氨基化等一系列有机反应。

稀土催化剂不仅可以提高反应速度和收率,还可以选择性地得到特定产物。

2. 稀土催化剂广泛应用于石化工业中。

稀土催化剂在石化催化裂化、重整、氢化、异构化等过程中发挥重要作用。

稀土催化剂能提高反应效率、产品收率和选择性,降低生产成本。

3. 稀土催化剂在环境保护领域中的应用。

稀土催化剂在汽车尾气净化系统中广泛应用,能有效催化氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物的净化。

稀土催化剂还可用于处理废水、废气和固体废物,降低有害物质的排放和处理成本。

总之,稀土催化剂在有机合成、石化工业和环境保护等领域中发挥着重要的作用,具有广泛的应用前景。

稀土催化剂的研究和开发对于推动绿色化学工业的发展具有重要意义。

稀土催化燃烧技术的研究与应用

稀土催化燃烧技术的研究与应用

稀土催化燃烧技术的研究与应用一、稀土元素简介稀土元素是指元素周期表中第57至71号元素的总称,也称为镧系元素。

稀土元素具有独特的物理和化学性质,广泛应用于不同领域。

二、稀土元素在燃烧催化技术中的应用1. 催化剂稀土元素可以作为燃烧催化剂的主要成分。

由于其具有高反应活性和选择性、良好的热稳定性和抗腐蚀性等特点,稀土催化剂被广泛应用于环境保护、清洁能源等领域。

2. 提高燃烧效率稀土元素还可以作为燃料添加剂,在燃烧过程中提高燃烧效率,减少尾气排放。

稀土元素添加剂可以减少燃料的自由基反应和三次化学反应,提高燃烧的温度和速率,从而减少燃料的消耗和污染物的排放。

3. 清除尾气中的有害物质稀土元素也可以作为尾气处理剂,清除尾气中的有害物质。

稀土元素可以通过其特殊的化学性质来吸附和分解尾气中的污染物,从而达到清洁尾气的目的。

三、稀土催化燃烧技术的研究1. 稀土催化剂的合成稀土催化剂的合成是稀土催化燃烧技术研究的一大重点。

目前,常用的稀土催化剂合成方法包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、微波法等。

2. 稀土催化燃烧机理的研究稀土催化燃烧技术的研究还涉及到其机理的研究。

通过对稀土催化燃烧过程中的化学反应和热力学过程的分析和研究,可以进一步深入了解催化剂的功效和机制,从而引导催化剂的研究和应用。

3. 稀土催化剂的性能测试和评估稀土催化剂的性能测试和评估也是稀土催化燃烧技术的研究焦点之一。

对于稀土催化剂的活性、选择性、热稳定性和抗腐蚀性等方面进行测试和评估,从而提高催化剂的性能和应用效果。

四、稀土催化燃烧技术在环保、清洁能源等领域中的应用1. 环保领域稀土催化燃烧技术在环保领域中应用广泛,它可以减少尾气中的污染物排放,如CO、NOx和PM等。

在市政府管理、污水处理、垃圾处理和污染源控制等领域中,稀土催化燃烧技术都有着广泛的应用。

2. 清洁能源领域稀土催化燃烧技术在清洁能源领域中也有着广泛的应用。

通过稀土元素添加剂来提高燃料的热值和燃烧效率,从而减少燃料的消耗和污染物的排放。

稀土材料在催化剂领域中的应用与前景展望

稀土材料在催化剂领域中的应用与前景展望

稀土材料在催化剂领域中的应用与前景展望引言稀土材料作为一类特殊的化合物,具有丰富的化学活性和独特的物理性质,在各个领域都有广泛的应用。

催化剂领域也不例外,稀土材料因其独特的电子结构和晶体结构,能够提供活性位点和调控反应路径,为催化剂设计和应用带来了新的机遇和挑战。

本文将着重讨论稀土材料在催化剂领域中的应用,并展望其未来发展的前景。

稀土材料在催化剂设计中的应用1.催化剂的构建稀土材料在催化剂设计中常常被用作载体材料,其高表面积和丰富的氧化态能够提供更多的催化活性位点。

此外,稀土材料还能够通过控制晶体结构和表面性质来调控催化剂的活性和选择性。

2.催化反应的催化剂稀土材料因其特殊的化学活性和表面性质,在很多催化反应中具有良好的催化性能。

例如,CeO2材料在三次氧化反应中表现出优异的催化活性和稳定性。

稀土材料还可以作为催化剂的助剂,通过改变表面活性位点或调整反应的反应路径来实现更高的催化效果。

3.稀土材料在催化剂中的应用案例(1)稀土金属氧化物在汽车尾气催化剂中的应用CeO2材料被广泛用于汽车尾气中氧化还原反应的催化剂中。

其在催化剂中的应用主要体现在其高氧存量和自由氧活性,能够提供更多的氧化态Cu和Pd的活性位点,实现更高的氧化还原效果。

(2)稀土催化剂在石化催化加氢中的应用石化催化加氢反应是石化工业中重要的反应之一,稀土材料在其中具有良好的催化效果。

以LaNi5为例,其在石化催化反应中具有较高的催化活性和稳定性,能够有效提高石化产品的质量和产率。

(3)稀土材料在催化剂中的纳米级调控稀土材料的纳米级调控给催化剂的设计和应用带来了更多的可能性。

通过调控稀土材料的晶体结构和表面性质,可以实现催化剂的选择性调控和活性增强。

例如,通过调控CeO2催化剂的晶体结构,可以实现对CO和NOx的高选择性催化还原。

稀土材料在催化剂领域中的前景展望1.稀土材料的合成和表征技术的发展随着合成和表征技术的不断发展,人们对稀土材料的理解和认识也越来越深入。

稀土材料在催化剂中的应用研究

稀土材料在催化剂中的应用研究

稀土材料在催化剂中的应用研究稀土材料,这听起来是不是有点高大上?但其实它和咱们的生活息息相关,特别是在催化剂这个领域里,那可是有着大作用!我先给您讲讲啥是稀土材料。

稀土可不是土里长出来的稀罕蔬菜,而是一组特殊的金属元素,像镧、铈、镨、钕等等。

这些元素在地球上的含量不算多,所以叫“稀土”。

咱们来聊聊稀土材料在催化剂中的应用。

就拿汽车尾气净化来说吧,这可是个大问题。

以前,汽车尾气排放那叫一个污染严重,空气都变得糟糕。

但是有了稀土材料制成的催化剂,情况就大不一样啦!稀土催化剂能够有效地把有害气体,比如一氧化碳、氮氧化物等,转化为无害的物质。

我记得有一次在路上,看到一辆老旧的汽车,屁股后面冒着黑烟,那气味刺鼻得很。

当时我就在想,如果这辆车能用上含有稀土材料的催化剂,那尾气排放肯定能达标,也不会这么污染环境了。

再比如说石油化工领域。

在炼油过程中,需要进行各种化学反应来提高油品质量。

稀土催化剂就能在这个过程中发挥重要作用,它可以提高反应的效率和选择性,让炼油变得更加高效和环保。

还有在工业生产中的一些化学反应,稀土催化剂也能大展身手。

比如说合成氨,这可是制造化肥的重要步骤。

稀土催化剂能让这个反应进行得更顺利,提高产量,降低成本。

稀土材料在催化剂中的应用,不仅提高了生产效率,还降低了对环境的影响。

这就像是给化学反应配上了一把神奇的钥匙,打开了高效、环保的大门。

但是呢,稀土材料的应用也不是一帆风顺的。

在研究和开发的过程中,科学家们也遇到了不少难题。

比如说,如何提高稀土催化剂的稳定性,让它能在各种条件下都保持良好的性能;如何降低成本,让稀土催化剂能够更广泛地应用等等。

不过,随着科技的不断进步,这些问题也在逐步得到解决。

相信在未来,稀土材料在催化剂中的应用会越来越广泛,为我们的生活带来更多的便利和环保。

总之,稀土材料在催化剂中的应用,是一个充满挑战和机遇的领域。

它就像一个隐藏在幕后的英雄,默默地为我们的生活变得更美好而努力着。

稀土材料在催化剂领域中的应用及研究

稀土材料在催化剂领域中的应用及研究

稀土材料在催化剂领域中的应用及研究引言催化剂在化学领域中发挥着重要的作用,通过提高反应速率和选择性,催化剂可以促使化学反应在相对温和的条件下进行。

稀土材料因其特殊的电子结构和化学性质,近年来在催化剂领域中的应用和研究受到越来越多的关注。

本文将介绍稀土材料在催化剂领域中的应用及最新研究进展。

稀土催化剂的分类稀土催化剂可以根据其物理性质和化学成分进行分类。

根据物理性质,稀土催化剂可以分为氧化物、氧化物基复合物、负载催化剂等几类;根据化学成分,可以分为单一稀土催化剂和多组分稀土催化剂。

氧化物催化剂氧化物催化剂是最常见的稀土催化剂之一,其具有较高的催化活性和选择性。

以二氧化铈(CeO2)为代表的氧化物催化剂被广泛应用于CO氧化、NO氧化和有机物氧化等反应中。

研究表明,CeO2具有较高的氧存储容量和氧释放特性,这使其在氧还原反应中表现出优异的性能。

氧化物基复合物催化剂氧化物基复合物催化剂由稀土氧化物与其他金属氧化物组成。

这类催化剂具有更复杂的结构和更多的反应中心,因此具有更高的催化性能。

以Ce-Zr-O为代表的氧化物基复合物催化剂在汽车尾气处理和石化产业中广泛应用。

研究发现,Ce-Zr-O催化剂具有较高的氧存储容量和较低的氧稳定性,使得其在低温汽车尾气处理中表现出优异的性能。

负载催化剂负载催化剂是将稀土材料负载在二氧化硅、氧化铝等载体上形成的催化剂。

负载催化剂具有较高的比表面积和更好的分散性,能够提高催化剂的活性和稳定性。

稀土金属氧化物的负载催化剂在乙烯氧化、硝基苯加氢等反应中展示出良好的催化性能。

此外,负载催化剂还能改善稀土材料的抗碳积和抗硫化能力,延长催化剂的使用寿命。

单一稀土催化剂和多组分稀土催化剂单一稀土催化剂是指由单一稀土元素构成的催化剂,如Ce、La等。

多组分稀土催化剂是指由多种不同稀土元素组成的催化剂,如La-Ce、La-Pr等。

单一稀土催化剂在甲烷催化氧化和芳烃异构化等反应中表现出良好的催化性能。

稀土材料在化学催化剂中的应用前景

稀土材料在化学催化剂中的应用前景

稀土材料在化学催化剂中的应用前景引言化学催化剂在各个领域中都有着广泛的应用,例如能源转换、环境保护和化学合成等。

然而,传统的催化剂在一些复杂和高温高压环境下表现出的稳定性和活性往往无法满足需求。

因此,研究人员开始关注一些新型催化剂,如稀土材料,在化学催化领域中的应用前景。

本文将探讨稀土材料在化学催化剂中的潜在应用前景。

稀土材料的特性稀土元素是指周期表中的镧系元素,包括15个元素,从镧(La)到镥(Lu)。

这些元素具有丰富的化学活性和电子结构特性,使得稀土材料在催化领域中具有独特的性能。

以下是稀土材料常见的一些特性:1.多价性:稀土元素具有多个氧化态,能够在不同氧化态之间转换,从而实现不同的催化反应。

2.离子半径:稀土元素的离子半径相对较小,表面活性位点丰富,有助于提高催化活性。

3.晶格异常效应:稀土元素在晶格中的引入可以改变晶格结构,从而影响反应物和反应产物的吸附和解离过程,提高催化效率。

稀土材料在化学催化中的应用1. 氧化反应催化剂稀土材料在氧化反应催化中展示出了良好的催化活性和选择性。

例如,稀土氧化物在甲烷燃烧和汽车废气处理中展示出了出色的催化性能。

此外,稀土材料还可用于二氧化碳还原反应、甲醇和乙醇的部分氧化等催化过程。

2. 转化反应催化剂稀土材料还可以作为转化反应催化剂,包括氢氧化对苯二甲酸酯的转化、脂肪酸的催化裂化、芳烃的氢解等。

这些反应在有机合成和能源领域中具有重要的应用价值。

3. 电化学催化剂稀土材料在电化学催化领域中也有着广泛应用。

例如,稀土金属氧化物可以作为阳极催化剂用于燃料电池中的氧还原反应。

此外,稀土材料还可以应用于电解水制氢、二氧化碳还原、电化学合成等反应中。

4. 光催化剂稀土材料也被广泛应用于光催化领域。

稀土元素的电子结构使得稀土材料对光的吸收范围较宽,可以对可见光和紫外光进行有效的吸收和转换。

因此,稀土材料被用作光催化剂来进行水分解、二氧化碳还原和有机物降解等光催化反应。

稀土在催化材料中的应用现状及发展趋势资料

稀土在催化材料中的应用现状及发展趋势资料
广东炜林纳功能材料司目前可产稀土劣剂包括用于聚烯烃和聚氯广东炜林纳功能材料司目前可产稀土劣剂包括用于聚烯烃和聚氯乙烯塑料的热稳定剂晶型成核剂加工劣剂润滑剂表面处理乙烯塑料的热稳定剂晶型成核剂加工劣剂润滑剂表面处理剂等产品剂等产品33万万tt年其产品性能无毒高效多功能
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稀土在催化材料中的应用现状 及发展趋势
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稀土催化材料在高分子材料方面的应用
我国在稀土的应用研究工作起步较早,尚处于国际领先地位。80 年代中期,上海跃龙化工厂、包头塑料研究所等推出了RE-I 型稀 土稳定剂。1989 年,上海跃龙化工厂研制出无毒稀土镧系复合膏 状稳定剂。近年来,稀土化合物在高分子塑料助剂方面的研究应 用,经过20 多年的发展,已取得了许多令人瞩目的成果。 内蒙古科技大学等针对镧、铈的应用,已经开展了轻稀土稳定剂 的研究,制备了轻稀土的硬脂酸、环烷酸和脂肪酸等类稳定剂。 广东炜林纳功能材料司目前可产稀土助剂(包括用于聚烯烃和聚 氯乙烯塑料的热稳定剂、晶型成核剂、加工助剂、润滑剂、表面 处理剂等产品)3万t/年,其产品性能无毒、高效、多功能,市场 售价比国外同类传统产品低20%~30%,性价比优于相关传统助剂 长春应化所在锦州石化2万t/年的稀土顺丁橡胶装置投产,标志着 我国又一自主开发的大品种合成稀土橡胶的开发成功。 11 2019/4/10
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稀土催化材料在高分子材料方面的应用
20世纪60年代,在高分子材料中掺杂稀土化合物出现的特殊功 效引起了科学界和工业界的高度关注。20世纪70年代日本学者发现 轻稀土化合物可作为PVC热稳定剂,有明显的稳定效果,并且无毒 无害、性价比高。法、俄等国在这方面也做了大量的研究。 稀土化合物在高分子材料合成、加工及功能化方面均具有独特 而显著的功效。 应用主要分为两大类型: 一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散在单体或聚合物中, 制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子; 二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合,或稀土化合物配 位在聚合物侧链上,获得以键合方式存在的含稀土的聚合物,称为 键合型稀土高分子。 稀土化合物作为高分子材料助剂,不仅能赋予材料以特殊的性 能,还可能显著地改善塑料的加工性能和其他性能。

稀土材料在催化反应中的应用研究

稀土材料在催化反应中的应用研究

稀土材料在催化反应中的应用研究稀土材料,这几个字一听,是不是感觉特别高大上?其实啊,它们就在我们身边,而且在催化反应里起着相当重要的作用呢!先给大家讲讲我之前的一个小经历。

有一次,我去参加一个化学研讨会,会上一位专家正在介绍稀土材料在催化反应中的应用。

我当时听得那叫一个入迷,就像发现了新大陆一样。

专家说,稀土材料就像是化学反应中的“魔法小精灵”,能让原本慢吞吞的反应瞬间变得高效又迅速。

咱们先来了解一下啥是稀土材料。

稀土材料啊,是由 17 种元素组成的,像镧、铈、镨等等。

这些元素虽然在地球上的含量不算多,但它们的性质独特,在很多领域都能大显身手。

在催化反应中,稀土材料的作用可大了去了。

比如说在汽车尾气净化这个方面,稀土催化剂能把那些有害的气体,像一氧化碳、氮氧化物等,转化成无害的物质。

这就好比给汽车装上了一个超级过滤器,让尾气变得干净又环保。

再比如说,在石油化工领域,稀土材料能帮助提高石油的加工效率和产品质量。

想象一下,原本需要经过繁琐步骤才能得到的高品质油品,有了稀土材料的助力,一下子变得简单多了。

还有在环保领域,稀土材料可以用于废水处理。

它能加速废水中有害物质的分解和转化,让脏兮兮的废水重新变得清澈透明。

而且啊,稀土材料的稳定性还特别好。

不像有些催化剂,用着用着就“罢工”了,稀土材料能长时间保持高效的催化性能。

不过呢,稀土材料在催化反应中的应用也不是一帆风顺的。

研究人员在探索的过程中也遇到了不少难题。

比如说,如何让稀土材料与其他物质更好地结合,发挥出最大的催化效果;还有,怎样降低稀土材料的使用成本,让它能更广泛地应用于实际生产中。

但科研人员可不会轻易被这些难题打倒。

他们不断地尝试、改进,就像一群勇敢的探险家,在未知的领域里努力寻找着宝藏。

我相信,随着科技的不断进步,稀土材料在催化反应中的应用会越来越广泛,给我们的生活带来更多的惊喜和便利。

说不定未来的某一天,我们的环境会因为稀土材料的应用变得更加美好,汽车尾气不再污染空气,废水都能变成可以直接饮用的纯净水。

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稀土在石化催化剂中的应用(李才英,石油化工科学研究院,北京100083)作者简介:炼油催化剂专家。

1942年6月25日生。

1964年毕业于北京理工大学。

中石化石油化工科学研究院催化裂化催化剂研究室副主任、高级工程师。

1972年开始从事沸石分子筛催化剂的研究,1983——1985年作为访问学者在英国帝国理工学院化学系进行沸石分子筛离子交换的研究。

作为发明人之一,已经申请了20余篇专利。

是自然科学突出贡献政府津贴获得者。

一、前言石油炼制与化工是稀土应用的一个重要领域,也是使用并消耗稀土的大户之一。

在石化工业中,催化技术占有极其重要的地位,稀土主要被用于制备含稀土的催化剂,应用在各种催化反应过程之中。

在石油炼制方面,由于我国的原油偏重,用蒸馏的方法只能得到约30%的轻质油。

剩下的重质油可通过二次加工,进一步获得汽油和柴油等轻质油品。

催化裂化是我国重油轻质化的重要二次加工手段,我国70%以上的汽油和30%以上的柴油均来自催化裂化。

催化裂化是烃类分子在酸性固体催化剂存在下进行催化反应的过程。

自六十年代以来使用高活性的沸石分子筛裂化催化剂,稀土作为一个组分被引入到裂化催化剂中,从而,开创了稀土在裂化催化剂中应用的新局面。

我国在七十年代也开发成功了稀土分子筛催化剂,并实现了工业规模的生产和使用。

随着国民经济的发展,原油加工能力不断扩大,催化裂化的处理量已为原油加工能力的36%。

裂化催化剂的产量,质量和品种也有了很大的发展,稀土在其中继续发挥着它的重要作用。

本文将重点介绍近年来稀土在裂化催化剂中的应用情况,对于稀土在环保类型催化剂中我们所涉及的一些工作,也将作一简单介绍。

二、稀土在催化裂化催化剂中的应用1.稀土可改善分子筛的稳定性和催化性能目前,沸石分子筛是裂化催化剂中必不可少的活性组分。

所用的合成分子筛,及其它金属阳离子是一种结晶的铝硅酸钠,只有当其孔道中的钠离子被H+,NH+4交换后,它才能呈现出固体酸性,具有催化作用。

轻稀土(La、Ce、Pr…)离子为三价阳离子,对沸石分子筛有亲和力易于交换,且交换后的分子筛晶体结构稳定性好,活性高,对汽油的选择性好。

因此,自1962年初次在工业上应用,很快就创纪录的在工业上迅速推广应用。

美国1964~1974年,稀土在裂化催化剂中的用量增加了十倍。

我国自七十年代中期开始生产和使用稀土分子筛催化剂,到1983年稀土在裂化催化剂中的用量己为1976年的五倍。

近年来,随着催化裂化生产能力的扩大,裂化摧化剂的产量己接近8万吨,稀土的年消耗量也超过了1800吨。

2.稀土可改善催化剂的抗钒污染性能以前,我国催化裂化的原料油中钒含量较低,镍含量高。

九十年代以后,随着新疆原油和中东高钒原油加工量的逐年增加,使催化裂化原料油中的钒含量迅速增加,对裂化催化剂的抗钒污染能力要求也就高了。

钒的影响主要是造成催化剂中沸石晶体的崩塌,催化剂基质因熔化而烧结,使催化剂永久性中毒,对催化裂化反应及装置效益影响很大。

通过添加一些特殊的捕钒组分,可以改善催化剂基质的容钒能力,减少钒对分子筛的破坏。

稀土氧化物恰好也是一种有效的抗钒组分。

在催化剂基质中,添加一定量的稀土氧化物,在高钒污染时,可减缓催化剂活性的下降(见表1)。

此外,根据不同的制备工艺,稀土氧化物在调节催化剂及基质的酸性方面,也能发挥一定的作用。

因此,近年来尽管由于提高汽油辛烷值和渣油加工的需要,沸石分子筛中的稀土含量有明显下降,但稀土还在催化剂中起着重要作用。

表1 钒污染对催化剂活性,选择性的影响3.含稀土裂化催化剂新品种简介a.渣油裂化催化剂基于我国原油偏重的特点,决定了必须走深度加工的路线。

近十年来,催化裂化掺炼渣油量不断上升,石油化工科学研究院根据装置和原油性质的差异,研究开发了多种渣油裂化催化剂,为炼厂创造了经济效益。

曾有一段时间,有些国外催化剂公司偏重于强调降低生焦率,认为分子筛不含稀土最好。

武汉石化厂引进的重油裂化装置,当时外方推荐的催化剂就属此类。

我们通过大量实践,认识到并非有稀土就不行,相反适当的稀土含量对活性和选择性都有好处,问题的关键是稀土引入的制备工艺。

我们开发的Lanet-35催化剂,其RE203含量是进口剂的十倍,在相当处理量和相当生焦量时,渣油掺炼量可增加4.4%(m/m)。

此时油浆减少了2.9%(m /m),高附加值产品增加了4%(m/m)。

说明合理的引入稀土可改善催化剂的重油裂化能力,与此同时可保持好的产品选择性和焦炭选择性(表2)。

我们所开发的其它各种渣油裂化催化剂,如可用于大庆全减渣的DVR-l催化剂,掺炼渣油多产柴油的MLC-500催化剂等,均含有不同量的稀土,但工业运转效果良好,验证了我们的认识是符合实际操作规程需要的,也说明了裂化催化剂仍然离不开稀土。

表2 Lanet-35与进口剂性能比较(武汉石化厂重油裂化装置)b.抗钒催化剂前面已经提到在催化剂基质中引入氧化稀土能改善催化剂的抗钒污染性能,表3为国产抗钒催化剂LV-23的工业运转结果。

表3 LV-23在茂名石化应用中的月平均值(1997.5-1998.1)c.降低汽油中烯烃含量的催化剂为了进一步改善环境质量,自汽油无铅化之后,美国、日本及欧洲各国又相继颁布了新的汽油标准,对汽油中的苯,芳烃,烯烃及硫含量进行了限制。

我国汽油标准近年来也进行了重大调整,取消了70#汽油,在2000年实现了全国汽油的无铅化,紧接着国家环保局又制定了“车用汽油有害物质控制标准”。

该标准要求汽油中烯烃不大于35v%,芳烃不大于40v%,硫含量不大于800ppm。

现已在北京、上海、广州等大城市实施,并将于2003年在全国推广。

这一新标准的出台,加快了我国汽油质量与国际接轨的速度,但也使我国炼油工业面临着前所未有的巨大挑战。

由于我国的炼油厂二次加工以催化裂化为主,汽油调和组分中催化裂化汽油的比例高达80%。

为了实现汽油的无铅化,催化裂化所用的催化剂由高稀土含量的REY过渡到稀土含量低的稀土超稳Y,催化裂化汽油的辛烷值提高了,但汽油中的烯烃含量上升了。

烯烃既是高辛烷值的贡献者,但其本身又不是很理想的环境友好组分,它易形成光化学物,不利于大气臭氧层,所以,在汽油中对它的含量要加以限制。

我国催化裂化原料油中掺渣比高,这是引起催化汽油中烯烃含量高的又一原因。

因此,研制开发既要辛烷值损失少,又要降烯烃的专用催化剂难度很大,在此之中,稀土又一次与其它元素组合,发挥了它的调节功能(表4)。

目前经我院研制的一系列降烯烃催化剂已在工业装置上运转,并取得了良好的结果,表5为其中一例含稀土的FCC家族技术专用催化剂。

表4 稀土对汽油中烯烃的影响表5 催化裂化汽油的组成催化裂化不仅是轻质油品的主要来源地,而且也为石油加工的下游化工提供原料,丙烯、丁烯都是重要的化工原料。

为了向化工延伸,石油化工科学研究院凭着多年催化裂化工艺及催化剂的技术积累,开发了多产丙烯、丁烯以及乙烯的FCC家族技术。

其中有多产丙烯的催化裂解技术DCC,多产液化气及高辛烷值汽油的MGG、ARGG技术,以及近期开发的多产乙烯的催化热裂解CPP技术等等。

在这些技术所专用的催化剂中,也都含有不同量的稀土元素。

表6及表7分别为DCC技术和ARGG技术的一组工业运转结果,可以看到它们多产丙烯、丁烯等化工原料的特点。

表6 济南炼厂CHP剂运转结果表7 ARGG工艺工业运转典型数据三、稀土在硫转移剂及汽车尾气净化催化剂中的应用1.含稀土的硫转移剂使用硫转移剂是减少催化裂化装置S02排放污染环境的有效措施。

它的作用原理:在催化裂化装置再生器的氧化环境中,通过催化剂把S02氧化成S03,再进一步形成硫酸盐,吸附在催化剂上;在反应器的还原气氛下,把S03还原成H2S,然后通过分离回收硫。

我们从八十年代开始这项研究,九十年代开发出第一代ReS0x-7硫转移剂,2000年又开发了新一代的硫转移剂RFS,并在工业装置上试用,取得了一定的效果。

在硫转移剂中所用的稀土氧化物主要是Ce02,它的主要作用是催化氧化S02形成S03;工业试用表明,只要添加2~2.5%的RFS硫转移剂,烟气中的S0x浓度即可降低75%以上,同时汽油、柴油等液体产品中的硫含量也略有下降的趋势。

2.稀土-贵金属三效汽车尾气净化催化剂早在1971年Libby在Science上就发表论文,提到LaCo03对C0催化还原N0x 的反应有很高的活性,可用于汽车尾气净化。

研究还表明Ce02,Pr6O11对N0x催化还原有较高的活性,Ce02还可以抑制贵金属及氧化铝的烧结,并提高贫氧区的C0净化率。

石油化工科学研究院自九十年代中期开展汽车尾气净化催化剂的研究,开发出了REX-II型稀土-贵金属三效汽车尾气净化催化剂,经台架试验和八万公里行车试验实地考察,表明该催化剂具有低的起燃温度,高的催化转化性能,以及良好的热稳定性。

整体工况法达到了现行的欧洲I号排放法规,能达到欧洲II号排放法规的催化剂也已开发成功。

表8中的数据表明含稀土的氧化铝载体具有良好的热稳定性。

该催化剂己通过鉴定,具备了放大试生产的条件,正在筹建之中。

表8 含稀土氧化铝载体的比表面积(m2/g)四、展望稀土在裂化催化剂中的应用始于六十年代,我国自七十年代中开始用稀土于石油催化裂化过程。

随着原油加工量的增加,催化裂化生产能力的扩大,裂化催化剂的用量不断增加。

虽然随着产品结构的改变,含稀土量多的REY型分子筛用量下降了,但稀土在裂化催化剂中仍是不可缺少的组分,其用量随裂化催化剂的扩产而增加。

目前裂化催化剂已有少量出口,正在积极开拓国外市场。

因此,稀土的用量应稳定在目前水平,或可望略有增长。

稀土在其它催化剂中的应用也正在向工业化迈进。

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