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催化剂制备方法和工业催化剂研制

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催化剂制备方法和工业催化剂研制 催化剂制备方法和工业催化剂研制 (催化裂化干气制乙苯催化剂开发) 催化作用 ƒ 改变化学反应的速度,控制反应方向和产物 构成 反应物 产物 催化剂 催化剂-反应物 催化剂的特性 ƒ 加快化学反应的速度,但不进入化学反应计 量 ƒ 催化剂对反应有选择性 ƒ 只能加速热力学上可能的反应 ƒ 不改变化学平衡的位置 催化剂的分类 ƒ 多相反应固体催化剂(石化工业应用最多) y Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油 ƒ 均相反应配合物催化剂(精细化学品、聚合) y 茂金属络合物生产聚乙烯 ƒ ...

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催化剂制备方法和工业催化剂研制 (催化裂化干气制乙苯催化剂开发) 催化作用 ƒ 改变化学反应的速度,控制反应方向和产物 构成 反应物 产物 催化剂 催化剂-反应物 催化剂的特性 ƒ 加快化学反应的速度,但不进入化学反应计 量 ƒ 催化剂对反应有选择性 ƒ 只能加速热力学上可能的反应 ƒ 不改变化学平衡的位置 催化剂的分类 ƒ 多相反应固体催化剂(石化工业应用最多) y Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油 ƒ 均相反应配合物催化剂(精细化学品、聚合) y 茂金属络合物生产聚乙烯 ƒ 酶催化剂(生物化工) 固体催化剂的构成 ƒ 载体(Al2O3 ) ƒ 主催化剂(合成NH3中的Fe) ƒ 助催化剂(合成NH3中的K2O) ƒ 共催化剂(石油裂解SiO2-Al2O3) 催化剂制备的要点 ƒ 多种化学组成的匹配 y 各组分一起协调作用的多功能催化剂 ƒ 一定物理结构的控制 y 粒度、比 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面、孔体积 催化剂的一般制备方法 ƒ 不同制备方法,成分、用量相同,但催化剂 的性能可能不同 y 沉淀法 y 浸渍法 y 混合法 y 离子交换法 沉淀法 ƒ 沉淀剂加入金属盐类溶液,得到沉淀后再进 行处理 金属盐溶液 NaOH(Na2CO3) 沉淀 洗涤 成型干燥 焙烧 研磨 活 化 催化剂 单组分沉淀法 ƒ 制备非贵金属的单组分催化剂或载体 Al3+ + OH- Al2O3.nH2O 焙烧 α- Al2O3, γ- Al2O3, η- Al2O3 载体Al2O3 共沉淀法 ƒ 多个组分同时沉淀(各组分比例较恒定,分 布也均匀) Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al (NO3) 3 溶液 Na2CO3 三元混合氧 化物沉淀 PH中性 合成甲醇 CuO-ZnO-Al2O3 均匀沉淀法 ƒ 金属盐溶液与沉淀剂充分混合后,逐渐改变 条件得到颗粒均匀、纯净的沉淀物 尿素调节碱性 (NH2)2CO + 3H2O 2NH4+ + 2OH- + CO2 加热到90-100 0C尿 素,同时释放出OH- 导晶沉淀法 ƒ 借助晶化导向剂引导非晶型沉淀转化为晶型 沉淀 X,Y分子筛 合成 分子筛合 成原料 加晶种 高结晶度 晶化 无定型物 X,Y晶体 转 化 沉淀时金属盐类的选择 ƒ 一般选用硝酸盐(大都溶于水) ƒ 贵金属为氯化物的浓盐酸溶液 ƒ 铼选用高铼酸(H2Re2O7) 沉淀时沉淀剂的选择 ƒ 易分解挥发除去(氨气,氨水,铵盐,碳酸 盐等) ƒ 形成的沉淀物便于过滤和洗涤(最好是晶型 沉淀,杂质少,易过滤洗涤) ƒ 沉淀剂的溶解度要大(这样被沉淀物吸附的 量就少) ƒ 沉淀物的溶解度应很小 ƒ 沉淀剂无污染 沉淀形成影响因素 ƒ 浓度 y 溶液浓度过饱和时,晶体析出,但太大晶核增多,晶粒 会变小) ƒ 温度 y 低温有利于晶核形成,不利于长大,高温时有利于增 大,吸附杂质也少 ƒ pH值 y 在不同pH值下,沉淀会先后生成 ƒ 加料顺序和搅拌强度 y 加料方式不同,沉淀性质有差异 沉淀的陈化和洗涤 ƒ 晶型沉淀陈化有助于获得颗粒均匀的晶体 (吸附杂质较少) ƒ 非晶型沉淀一般应立即过滤(防止进一步凝聚 包裹杂质) ƒ 一般洗涤到无OH-,NO3- 沉淀的干燥焙烧活化 ƒ 干燥(除去湿沉淀中的洗涤液) ƒ 焙烧(热分解除去挥发性物质,或发生固态 反应,微晶适度烧结) ƒ 活化(在一定气氛下处理使金属价态发生变 化) 实例一 分子筛的合成 NaY原粉 Na型 丝光 沸石 混合 水玻璃 硫酸铝 偏铝酸钠 氢氧化钠 成胶 晶化 过滤洗涤 干燥 浸渍法 ƒ 将载体放进含有活性物质的液体中浸渍 载体(如Al2O3)的沉淀 洗涤干燥 载体的成型 用活性组份浸渍 干燥 焙烧分解 活化还原 负载型金属催化剂 浸渍法的原理 ƒ 活性组份在载体表面上的吸附 ƒ 毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部 ƒ 提高浸渍量(可抽真空或提高浸渍液温度) ƒ 活性组份在载体上的不均匀分布 浸渍法的优点 ƒ 可用已成型的载体(如氧化铝,氧化硅,活 性炭,浮石,活性白土等) ƒ 负载组份利用率高,用量少(如贵金属) 过量浸渍法 ƒ 将载体浸入过量的浸渍溶液中(浸渍液体超 过可吸收体积),待吸附平衡后,沥去过剩 溶液,干燥,活化后再得催化剂成品。 等体积浸渍法 ƒ 将载体与正好可吸附量的浸渍溶液相混合, 浸渍溶液刚好浸渍载体颗粒而无过剩。 ƒ 预先测定浸渍溶液的体积 ƒ 多活性物质的浸渍 ƒ 浸渍时间 多次浸渍法 ƒ 重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性 物质含量较高的催化剂 ƒ 可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附 浸渍沉淀法 ƒ 将浸渍溶液渗透到载体的空隙,然后加入沉 淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔和表面 吸附 H2PtCl6盐酸溶液 载体 再加入 NaOH 载体 沉淀 氢氧化铂 沉淀 先 浸 渍 易还原 粒子细 浸渍法实例 ƒ 铂/氧化铝-----重整催化剂—将汽油中直链烃芳构化 载体(99.9%Al2O3) 成型φ1/6*1/6英寸 预处理:比表面250m2/g, 0.56ml/g 540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸浸渍铂氯酸0.20.2--0.6%0.6% 120oC 干燥 590oC活化焙烧分解 高温活化还原 负载型重整催化剂 浸渍法(多次浸渍)实例 ƒ 镍/氧化铝-----重整催化剂—将甲烷或石脑油重整制合成气 Al2O3+铝酸钙水泥+石墨+水 成型φ16*16*6mm 预处理:120oC干燥、 1400oC焙烧,得载体 熔融浸渍硝酸镍浸渍硝酸镍1010--20%20% 干燥、活化焙烧分解 熔融浸渍硝酸镍浸渍硝酸镍1010--20%20% 干燥、活化焙烧分解 负载型镍催化剂 混合法 ƒ 直接将两种或两种以上物质机械混合 ƒ 设备简单,操作方便,产品化学组成稳定 (球磨机、拌粉机) ƒ 分散性和均匀性较低 湿混法 ƒ 固体磷酸催化剂(促进烯烃聚合、异构化、 水合、烯烃烷基化、醇类脱水) 硅藻土 正磷酸 100份 石磨300份 30份 磷酸负载于 硅藻土 混合 烘干 成型、焙烧 固体 磷酸 干混法 ƒ 锌锰系脱硫催化剂(合成氨厂的原料气净 化,脱除其中含有的有机硫化物) 碳酸锌 氧化镁 二氧化锰 机混 焙烧 350 oC分解 碳酸锌 喷球 焙烧 脱硫 催化剂 锌-锰-镁 脱硫催化剂 离子交换法 ƒ 利用离子交换作为其主要制备工序的催化剂 制备方法 ƒ 利用离子交换的手段把活性组分以阳离子的 形式交换吸附到载体上 ƒ 适用于低含量,高利用率的贵金属催化剂 ƒ 用于活性组分高分散,均匀分布大表面的负 载型金属催化剂 分子筛上的离子交换 ƒ 氢型分子筛的制备(H-ZSM-5) 硅酸钠 硫酸铝氢氧化钠 晶化 Na-ZSM-5 分子筛 1 M NH4NO3 交换3~5次 NH4-ZSM-5 分子筛 焙烧 脱氨 H-ZSM-5 分子筛上的离子交换 ƒ 制备Zn/ZSM-5(用于丙烷芳构化) Na-ZSM-5 分子筛 焙烧脱 有机胺 1 M HCL 90oC交换3次 H-ZSM-5 洗涤焙烧 Zn(NO3)2 溶液交换 Zn/ZSM-5 催化剂 工业用催化剂的成型 ƒ 反应器中需要一定尺寸和形状的催化剂颗 粒(球型、条型、微球型、蜂窝型等) ƒ 颗粒形状影响到催化剂的活性、选择性、 强度、阻力、传热 固定床用催化剂 ƒ 催化剂的强度、粒度范围较大 ƒ 形状不一的粒状催化剂易造成气流分布不均 ƒ 颗粒尺寸过小会加大气流阻力,且成型困难 催化剂 床层 移动床用催化剂 ƒ 机械强度 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 高(催化剂需要不断移动) ƒ 形状为无角的小球(直径3-4mm或更大) 流化床用催化剂 ƒ 催化剂必须有良好的流动性能 ƒ 微球颗粒直径为20-150μm 催化剂 颗粒 反应气 悬浮床用催化剂 ƒ 催化剂颗粒在液体中容易悬浮,循环流动 ƒ 微米至毫米级的球型颗粒 催化剂颗粒强度提高方法 ƒ 压片是可靠的增强机械强度的方法 ƒ 增加烧结工艺 ƒ 添加粘结剂(硅、铝溶胶、水玻璃;硝酸、 醋酸、糊精) 催化剂的成型——压片工艺 ƒ 颗粒形状一致、大小均匀、表面光滑、强度 高 ƒ 适用于固定床反应器 ƒ 缺点,生产能力的低,设备复杂 压片 模具 原料 粉末 催化剂的成型——压片工艺 ƒ 比表面和孔结构变化 ƒ 成型压力提高,比表面积变小,然后有所回 升(压力更高时可使颗粒破碎) ƒ 压力提高,平均孔径和总孔体积降低,孔分 布平均化 催化剂的成型——挤条工艺 ƒ 塑性好的物料(铝胶等),或粉状物加了粘 结剂后可挤条成型 ƒ 强度低(可烧结补强) 挤条 模具 原料 粉末 催化剂的成型——挤条工艺 ƒ 粉末细,粘结剂量多,易挤条成型 ƒ 但粘结剂量多,干燥后收缩,形状难保持 催化剂的成型——喷雾工艺 ƒ 用雾化器将溶液分散为雾状液滴,在热 风中干燥而获得微球型催化剂 ƒ 流化床催化剂大多用该法 粗粉细粉 热风 浆液罐 雾化 器 旋风 分离 催化剂的成型——喷雾工艺 ƒ 颗粒直径、粒度分布好调(选不同雾化器) ƒ 干燥后不需粉碎,缩短了 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 催化剂的成型——滚球工艺 ƒ 适用于球型催化剂的成型 ƒ 粒度均匀,形状规则 ƒ 机械强度不高,表面粗糙 催化剂的成型——滚球工艺 ƒ 粉末细,成型后机械强度高,但成球困难 ƒ 加入粘合剂(水),量少成球时间长,量 大时造成多胞,难成球 ƒ 加大转盘转数和倾斜度,粒度下降;转盘 深,粒度大 固体催化剂制备方法进展 ƒ 超细粒度催化剂 y 超细粒子在纳米尺度时的表面效应 y 反应中的扩散行为 y 催化剂活性增强 ƒ 溶胶凝胶法 y 多组分在胶体中分布均匀 y 可同步形成共沉淀物 ƒ 膜催化剂 y 提高转化率 y 简化分离工序 未来催化剂开发的方向 ƒ C1化学和低碳烃转化用催化剂 y 甲烷制合成气,乙烷,乙烯,醇类,芳烃 y 乙烷、丙烷、异丁烷的氧化脱氢 y 丙烯、苯的直接氧化制环氧化物和苯酚 ƒ 环境和能源用催化剂 y NOx脱除 y 燃料电池 y 催化燃烧 催化剂制备方法和工业催化剂研制� (催化裂化干气制乙苯催化剂开发) 催化作用 催化剂的特性 催化剂的分类 固体催化剂的构成 催化剂制备的要点 催化剂的一般制备方法 沉淀法 单组分沉淀法 共沉淀法 均匀沉淀法 导晶沉淀法 沉淀时金属盐类的选择 沉淀时沉淀剂的选择 沉淀形成影响因素 沉淀的陈化和洗涤 沉淀的干燥焙烧活化 实例一 分子筛的合成 浸渍法 浸渍法的原理 浸渍法的优点 过量浸渍法 等体积浸渍法 多次浸渍法 浸渍沉淀法 浸渍法实例 浸渍法(多次浸渍)实例 混合法 湿混法 干混法 离子交换法 分子筛上的离子交换 分子筛上的离子交换 工业用催化剂的成型 固定床用催化剂 移动床用催化剂 流化床用催化剂 悬浮床用催化剂 催化剂颗粒强度提高方法 催化剂的成型——压片工艺 催化剂的成型——压片工艺 催化剂的成型——挤条工艺 催化剂的成型——挤条工艺 催化剂的成型——喷雾工艺 催化剂的成型——喷雾工艺 催化剂的成型——滚球工艺 催化剂的成型——滚球工艺 固体催化剂制备方法进展 未来催化剂开发的方向
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