石油化工催化剂及的应用56页PPT
石油化工中的催化剂研究与应用
石油化工中的催化剂研究与应用石油化工行业是世界经济中最具活力的行业之一，而催化剂则是推动石油化工发展的重要因素之一。
本文将探讨石油化工中催化剂的研究与应用，从基础概念、分类、制备方法以及应用案例等方面进行综述。
1. 催化剂的概念与分类催化剂是指在化学反应中能够加速反应速率，但不被永久性改变的物质。
根据其物理性质和化学性质的不同，催化剂可以分为不同的分类。
常见的催化剂包括金属催化剂、金属氧化物催化剂、酸碱催化剂、酶催化剂等。
2. 催化剂的制备方法催化剂的制备方法多种多样，不同的方法会对催化剂的性能产生影响。
常见的制备方法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
在制备过程中，需要控制反应条件以及选择适当的载体和助剂，以提高催化剂的活性和稳定性。
3. 石油化工中的催化剂研究与应用3.1 石油加氢催化剂石油加氢是石油化工中常用的过程之一，通过加氢反应可以降低石油产品中的硫、氮等杂质含量，并提高燃料的质量。
钼基、镍基和铂基催化剂是常用的石油加氢催化剂，不同的催化剂在反应条件和选择上会有所差异。
3.2 石化催化裂化催化剂石化催化裂化是炼油过程中重要的工艺之一，通过催化作用将重质石油馏分转化为轻质产品，如汽油等。
常用的裂化催化剂包括ZSM-5分子筛、超稳定Y型分子筛等。
这些催化剂具有较高的活性和选择性，能够有效提高产品产率和质量。
3.3 热裂解催化剂热裂解是特种石油化工领域中的重要反应过程，可用于生产石墨烯等高附加值产品。
金属催化剂和金属氧化物催化剂在热裂解过程中具有重要作用，能够提高产物的纯度和产率。
4. 催化剂研究的现状与挑战随着石油化工行业的发展，对催化剂的性能提出了更高的要求。
目前，催化剂研究主要集中在催化剂活性和稳定性的提高，以及催化剂的再利用与回收。
此外，还需要关注催化剂的环境友好性，减少催化剂对环境的污染，促进可持续发展。
5. 催化剂应用的案例5.1 天然气甲烷催化转化天然气甲烷催化转化是一种将天然气甲烷转化为高附加值化学品或燃料的技术。
催化剂在化工生产中的应用
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催化剂可以降低反应活化能，提高反应速率 催化剂可以改变反应途径，提高反应速率 催化剂可以提高反应选择性，减少副反应的发生 催化剂可以提高化 学反应的选择性， 使目标产物的生成 率提高
催化剂可以降低 副产物的生成率， 提高产品的纯度
研究背景：随着环保要求的提高，高效环保催化剂的需求日益增长
研究进展：新型催化剂的开发，如光催化剂、复合催化剂等
应用领域：废水处理、废气处理、土壤修复等
发展趋势：高效环保催化剂的研究与应用将越来越受到重视，成为未来化工生产 的重要方向
非均相催化剂的定义 和分类
非均相催化剂在化工 生产中的应用
新型非均相催化剂的 研究进展
酶催化剂是一种生物催化剂，具有高效、专一、温和等优点 酶催化剂在化工生产中广泛应用于生物合成、生物降解、生物转化等领域 酶催化剂的应用可以提高化工生产的效率和环保性 酶催化剂的研究和应用是化工生产领域的重要方向之一
特点：具有较高 的活性和稳定性
应用：广泛应用 于石油化工、精 细化工等领域
常见类型：如铁、 钴、镍等过渡金 属氧化物催化剂
酸碱催化剂的应用：在化工生产中，酸碱催化剂广泛应用于有机合成、聚合反应、氧化还原 反应等。
酸碱催化剂的优点：酸碱催化剂具有反应速度快、选择性好、稳定性高等优点。
常见的金属催化剂：如铂、钯、铑等 金属催化剂的作用：加速化学反应，提高反应效率 金属催化剂的应用：广泛应用于石油化工、精细化工等领域
金属催化剂的优缺点：优点是反应速度快，缺点是价格昂贵，需要定期更换
催化剂可以提高反 应速率，缩短反应 时间，提高生产效 率
催化剂可以降低能 耗，减少环境污染， 提高生产过程的环 保性
刘为民催化剂工业应用ppt
CH-4催化裂化催化剂的应用与管理一，催化剂在工业装置的应用原则●量体裁衣选好催化剂●保持满足反应需要较高的平衡催化剂活性●要有合适的催化剂置换率保持较低的重金属污染水平●再生温度≯720℃，催化剂残碳≤0.1% ，尽量减少再生系统水汽●完善催化剂加料计量系统●完善催化剂分析设备，定期监测催化剂主要性能参数二，量体裁衣选择催化剂主要关注：原料油性质，产品方案，装置限制因素原料油性质：基属，比重，K因子，氢含量，含钒、镍、硫等重金属水平 产品分布要求：最大的目的产品产品质量要求汽油，柴油，液化气，丙烯，燃料油，干气烯烃，硫，辛烷值FCCU工况与限制因素，流化输送状况，可提供剂油比条件★追求企业的整体经济效益为宗旨比较高的催化剂活性和比表面积；比较大的催化剂消耗；适宜的反应温度和催化剂活性有机的结合；获取最佳目的产品收率是当今催化裂化操作的新理念。
●裂化催化剂使用理念（1）催化剂平衡活性（2）催化剂补充量、平均单耗（3）催化剂系统停留时间置换率藏量系数（催化剂系统藏量/处理量）（4）保证催化剂品质优异，停留时间小于50天藏量系数小于2.0比表面积大于110平方米/克污染指数＜10000平衡剂微反活性60－65动态活性≮★案例分析：某企业0.8Mt/aRFCCU●原料油：VGO+V R 密度935.8kg/m3 残碳8.374% 重金属V30ug/g;Ni10ug/g ●装置：提升管反应，烧焦罐完全再生进料量60t/h●产品分布：％m 汽油37.38;轻柴油30.84 ；LPG 13.89；（干气+损失）6.80；油浆1.04；焦炭10.05;●催化剂单耗：3,66kg/t●转化率：68.12;轻质油68.22；轻质产品82.11;●平衡催化剂分析：(060704—061030共十五次分析)O3Fe Ni V项目活性比表面积定碳晶胞常数Re2单位m% m2/g m% A0( m% )平均57.3 68.0 0.037 24.43 3.23 0.397 0.377 0.703最高67.0 100 0.05 24.49 3.48 0.63 0.41 0.76最低52.0 57.0 0.03 24.36 3.08 0.34 0.33 0.63●平衡催化剂分析(续)筛分um) 0-20 0-40 0-80 0-110 ＞110平均 6.84 24.8 64.4 83.5 16.5最高9.1 29.3 68.8 86.5 18.3最低 5.5 19.9 61.5 81.7 15●三旋回收催化剂（细份）分析：筛分um) 0－5 0－10 0－20 0－30 0－4042 66.3 93.1 99.4 100★分析：●原料油：密度大935.8kg/m3 ，残碳高8.374%，V30ug/g,Ni10ug/g●催化剂污染比较严重，平衡剂V高达7000ug/g污染系数(0.1(Fe+Cu+14Ni+4V)达8480，尽管催化剂单耗高达3.66kg/t微反活性仍然低（57），动力活性0.21●平衡催化剂筛分分布合理，尤其是三旋回收细纷粒度分析，足可见装置回收系统回收效率是比较高的★建议：●继续筛选以抗V为主的抗重金属污染性能好的催化剂●应用原料预处理工艺，改善进料油质量●优化再生工艺，采用贫氧再生▲影响因素分析（1）床层流化质量变差（2）催化剂质量（3）催化剂在系统中破碎（4）旋分器设计、制造、安装质量及料腿翼阀的匹配▲突发性催化剂跑损：（1）大量水汽窜入反再系统（2）床层流化质量变差（3）回收系统设备损坏、堵塞五，催化剂在催化裂化装置中的情况－FCC催化剂显微观察照片技术的应用FCC装置的很多问题都可以从催化剂颗粒的某些变化中反映出来主要是：◆催化剂跑损◆催化剂金属污染◆烧焦效果◆油剂接触状况1，正常新鲜剂与非正常新鲜剂（助剂）2，反再系统催化剂撞碎剂耗增加3，由三旋回收物判断剂耗增加原因4，由油浆中催化剂判断沉降器剂耗增加原因5，由待生剂积碳情况判断原料喷嘴雾化效果6，由再生剂积碳情况判断烧焦效果7，由再生剂状况判断再生操作8，由待生剂状况判断金属中毒9，由再生剂状况判断金属中毒|正常新鲜剂Normal Fresh Catalysts正常新鲜剂Normal Fresh Catalysts 不同生产技术的混和催化剂细粉多粒度分布偏大空心多非正常助剂Abnormal Fresh Additives 球形度、强度差的增产丙烯助剂Catalyst Crackup Leads to High Loss 内取热器泄漏Catalyst Crackup Leads to High Loss 原料喷嘴出口线速高达100m/sCatalyst Crackup LeadS to High Loss 预提升蒸汽量过大Catalyst Crackup Leads to High Loss 一再主风分布环出口线速过大Catalyst Crackup Leads to High Loss 线速降低后颗粒变正常Catalyst Crackup Leads to High Loss 汽提蒸汽喷嘴线速高由三旋回收物判断剂耗增加原因Determine Causes of High Loss from 3rd stage cyclone samples 正常三旋回收物：磨损形成10µm细粉由三旋回收物判断剂耗增加原因Determine Causes of High Loss from 3rd stagecyclone samples非正常三旋回收物：主风分布环断裂，旋分器料腿倒串气Determine Causes of High Loss from 3rd stage cyclosamples 非正常三旋回收物：个别二级料腿严重堵塞Determine Causes of High Loss from 3rd stage cyclos amples 二级料腿严重堵塞，再生剂没有小于30µm颗粒由三旋回收物判断剂耗增加原因Determine Causes of High Loss from 3rd stagecyclone samples非正常三旋回收物：再生器旋分器入口线速超过30m/s由三旋回收物判断剂耗增加原因Determine Causes of High Loss from 3rd stage cycsamples 翼阀卡在关的位置，三旋回收物有10-60µm大颗粒.Determine Causes of High Loss from 3rd stage cycsamples 翼阀开启恢复正常，三旋回收物大都小于10µmDetermine Causes of High Loss from 3rd stage samples 二再外旋变形:三旋回收物颗粒在10-30µm由三旋回收物判断剂耗增加原因Determine Causes of High Loss from 3rd stage cyclonsamples 二再外旋变形之前三旋回收物颗粒小于10µmDetermine High Loss Causes in Reactor from slurry cat fines 正常状态，催化剂浓度小于2mg/l，粒度小于10µmµmDetermine High Loss Causes in Reactor from slurry cat fines 浓度高，破损多，粒度小于10µm：内取热器漏fines浓度高，破损多，粒度小于10µm：原料喷嘴线速高。
催化剂在石油化工中的应用
催化剂在石油化工中的应用石油化工是现代化工产业的重要组成部分，涉及到各种液态和气态石油产品的生产和加工。
在石油化工生产过程中，催化剂是不可或缺的重要材料。
催化剂可以改变化学反应的速率和方向，降低反应温度和能耗，提高产品质量和产率。
本文将探讨催化剂在石油化工中的应用。
催化重油加工重油是原油加工过程中剩余的深色、高粘度的残留物，通常难以直接用作燃料或化工原料。
催化重油加工是指运用催化剂改变重油分子结构，去除不必要的杂质和重质烃，提高轻质油的产率和质量。
催化重油加工一般分为催化裂化和加氢裂化两大类。
催化裂化是一种以催化剂为媒介将高锥度重油分子断裂成较小的轻质烃和重油的过程。
此技术最大的特点是可以将分子分解成比较短的碳链，因而可以提高汽油和柴油的产率和质量。
催化裂化需要高压、高温、高速、高收率，因此催化剂的选择非常重要。
常用的催化剂有HZSM-5型分子筛、铝矽酸盐等。
加氢裂化是将重油加氢后再进过催化裂化器分解成较小分子的烃类。
加氢操作可以去除部分硫、氮和其他杂质，为下一步的裂化提供良好的催化平台，提高轻质油的收率和质量。
常见的催化剂有天然石墨、有钼酸铁等。
催化裂化和加氢裂化是催化重油加工的两大技术路线，但不同裂化技术需要的催化剂和反应条件不同，需要仔细选择。
催化加氢和脱硫石油中含有的硫、氮等元素杂质会降低燃料的质量，污染环境。
因此，催化加氢可以去除硫、氮等杂质，提高石油产品的质量和环保性。
催化加氢是将石油产品在一定温度下加入含有催化剂的氢气中反应。
催化剂可以协助氢气吸附到分子上，导致催化剂和石油产品之间发生化学反应，使反应物转化为更优质的产物。
催化加氢可以利用各种金属催化剂，如铑、钼、镍等。
这些催化剂各有优点和局限，需要根据实际情况选择。
催化脱硫是一种将含硫石油产品中的硫去除的过程。
硫在炼油过程中会破坏催化剂，因此，硫的含量是氢气加氢反应中的一个重要参数。
常用的催化剂有氧化铝、氧化钒、氧化钼等。
催化重整重整是一种对石油产品进行的一种升级加工方法。
催化剂及其催化作用概述133页PPT
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得在明眼的跛子肩上。——叔本华
催化剂及其催化作用概述
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
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石油化工催化剂的研制与应用
石油化工催化剂的研制与应用石油化工催化剂是在石油化工工业中广泛应用的重要物质，有着广泛的产品应用领域。
随着石油化工行业的发展，石油化工催化剂的品种和质量也在不断提升，其应用范围也不断扩大。
一、石油化工催化剂的作用及种类石油化工催化剂是一种加速化学反应速率的物质，由于具有高效、经济、环保等优点，因此在石油化工行业中应用十分广泛。
在石油、化肥、合成树脂等领域都有着重要应用。
通常情况下，石油化工催化剂可以分为有机物裂化用催化剂、液相氧化用催化剂、液相氢化用催化剂及固相催化剂等几类。
其中有机物裂化用催化剂可以将石油等材料加热至适当温度，同时添加催化剂，使有机物分解为低分子量的化合物，生产出烃类或芳香烃原料。
液相氧化用催化剂能将有机物氧化成有用化合物，如无机酸等。
液相氢化用催化剂要利用金属或半金属元素来催化化学反应，从而将烯烃氢化成烃类或脂肪酸转化为甲酸和乙酸等。
固相催化剂在石油煤焦油加氢脱硫生产过程中用于去除废气中的有害气体。
二、石油化工催化剂的研制石油化工催化剂的研制过程十分复杂，通常需要连续分离提纯、建立物理化学模型、筛选催化剂并进行性能测试等多个环节。
由于不同种类的催化剂对反应的选择性、活性、寿命等性能要求不同，因此催化剂的研制过程中难度十分大。
催化剂研究的第一步是建立物理化学模型，该模型可以帮助研究人员更好地理解催化剂与反应物之间的相互作用。
其次是催化剂的筛选，当前催化剂筛选可采用高通量筛选技术，该技术将合成的数百种候选催化剂过程自己先进行初步筛选，然后通过定向修改使催化剂的性能更趋于优化。
破解石油化催化剂的性能问题，一套催化剂研制技术是不够的。
随着催化剂研发方向的新突破，人们对催化剂的研究角度也在发生着改变。
近年来，人们开始关注多阴离子型催化剂的研究。
这种催化剂以多个离子组成，搭配丰富。
由于离子的不同功能，使得这种催化剂具有特定的催化活性和高空间特异性，适用于不同类型的反应。
这种催化剂的研发需要掌握复杂的制备技术和研究方法。
催化剂培训材料培训课件PPT酸碱催化剂及其催化作用
划分为不同酸强度下酸量：脱附温 度 <200℃ 弱酸；200～400℃ 中强 酸；>400℃ 强酸
张进， 肖国民。分 子 催 化，2002，16（4）：307
固体酸性测定-TPD法
热重分析仪的工作原理示意图
固体酸性测定-TPD法
固体酸性测定
判定方法 目测法 分光光度法
当目测法对指示剂颜色判断有困难或不准确时， 特别是使用pK≤-5.6的指示剂〔无色→黄色〕时， 使用紫外可见分光光度法会得到更准确的结果
固体酸性测定
有机碱和指示剂分子在固体外表上的竞争吸附过程，即指 示剂分子和有机碱分子吸附在同样的酸性位上，指示剂分 子不能接近的酸性位，有机碱也与其无相互作用。这样， 消耗有机碱的数量才能表示欲测强度酸性位的数量。在实 际测定过程中，使用指示剂的数量要非常低，只能使一小 局部酸性位与指示剂分子作用，绝大多数酸性位被碱性分 子所中和。这样才能得到比较准确的结果。
固体酸性测定
采用Hammett指示剂法测定固体外表酸性，要注意所 用试剂的枯燥程度和纯度，特别注意实验条件确保到 达吸附平衡，否那么很难得到可靠的结果。
在实际测定过程中，为了加速平衡状态的到达，可采 用超声波振荡器加强搅拌。
用Hammett指示剂法测定微孔物质(例如分子筛)的外表 酸性时，必须考虑孔径大小对指示剂分子和有机碱分 子扩散的抑制作用。样品粒度不小于100目。
• 紫外光谱
酸碱的性质及表征
固体酸强度 • 酸强度是指给出质子的能力〔B酸强度〕或承受
电子对或结合负离子的能力〔L酸强度〕 • 哈梅特〔Hammett〕酸强度函数H0：固体酸中
心将吸附于其上的中性有机碱转变为共轭酸的能 力
石油化工产品中催化剂特点及应用
石油化工产品中催化剂特点及应用石化催化剂催化剂工业中的一类重要产品，用于石油化工产品生产中的化学加工过程。
这类催化剂的品种繁多，按催化作用功能分，主要有氧化催化剂、加氢催化剂、脱氢催化剂、氢甲酰化催化剂、聚合催化剂、水合催化剂、脱水催化剂、烷基化催化剂、异构化催化剂、歧化催化剂等，前五种用量较大。
今天小七带大家一起了解这些催化剂的特点及应用情况，供大家参考！氧化催化剂石油化工制造含氧产品的过程绝大多数为选择性氧化过程。
选择性氧化产品占有机化工产品总量的80％；所用的催化剂首先要求有高催化选择性。
选择性氧化催化剂可分为气固相氧化催化剂和液相氧化催化剂。
以乙二醇的生产为例，乙二醇的生产成本中，氧气和乙烯的单耗成本占成本的85-90%，而二者的单耗主要取决于催化剂的选择性。
因此，乙二醇装置最核心的竞争是催化剂的竞争。
高选择性催化剂不仅直接决定了乙烯、氧气等原料的单位成本，而且副产物及杂质生成量少，乙二醇和环氧乙烷产品质量更高。
气固相氧化催化剂气固相氧化催化剂由载体碳化硅或α－氧化铝和活性组分钒-钛系氧化物组成，主要分为以下五类：（1）乙烯氧化制环氧乙烷用的银催化剂，以碳化硅或α－氧化铝为载体（加少量氧化钡为助催化剂）。
经过对催化剂和工艺条件的不断改进，以乙烯计的重量收率已超过100％。
2010年10月20日，燕山分院研制的高选择性银催化剂YS-8810率先在上海石化2号乙二醇装置实现工业化应用，取得了良好的运行效果。
同时对环氧乙烷的产率有极大的提高。
（2）以钒-钛系氧化物为活性组分，喷涂于碳化硅或刚玉上制成的催化剂，用于从邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐。
钒－钼系氧化物活性组分喷涂于刚玉上制成的催化剂，用于苯或丁烷氧化制顺丁烯二酸酐。
邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐反应这类催化剂的改进是向多组分发展，已有八组分催化剂的出现。
载体的形状也由球形改为环形、半圆形等以利传热。
总的趋势是追求高负荷、高收率和产品的高纯度。