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「性能及应用」分子筛催化剂

点击次数:   更新时间:21/07/02 10:39:07     来源:www.pingyunhuanbao.com关闭分    享:
  分子筛催化剂具有活性高,选择性好,稳定性和抗毒能力强等优点。因此,近几十年来,它作为一种化工新材料发展得很快,应用也日益广泛。特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用。从化学组成式中看,M为金属阳离子;n为金属阳离子的价数;x为的分子数;y为的分子数;z为水的分子数。因为带负电荷,金属阳离子的存在可以使保持电中性。
  目前已发现的天然沸石有四十多种人工合成的多达一二百种。沸石的较为基本的结构为:硅氧四面体和铝氧四面体,按照中硅铝比的不同,可以分为A型(1.5~2),X型(2.1~3.0),Y型(31~6.0),丝光沸石(9~11),ZSM-5等。中硅铝的不同,使得其结构不同,而结构决定性质。不同硅铝比的,其耐酸性和热稳定性不同,一般,硅铝比越大,其耐酸性和热稳定性越好。属于酸性催化剂,硅铝比的不同,其表面的酸性不同,直接影响其催化活性。
  1.性能
  晶体具有均匀的孔结构,很大的表面积,且表面级性很高,骨架结构的稳定性也很高。这些结构性质,使不仅成为优良的吸附剂,而且成为良好的催化剂和催化载体。在沸石结构内部进行催化反应,始于20世纪50年代后期Mobil公司的实验室。该发现标志着分子筛研究的开端。由于结构中有均匀的小内孔,催化剂反应的选择性常取决于分子与孔径的大小。这种选择性称为择形催化选择性。择形选择催化共有四种不同的形式。
  (1)反应物的择形催化
  反应混合物中的某些能反应的分子,只有直径小于内孔径的分子才能进入内孔,在催化剂部位进行催化反应。反应物的择形催化在炼油工业中已获得多方面的应用,油品脱蜡,重油加氢裂化等均是。
  (2)产物的择形催化产物混合物中的某些分子过大,难以从分子筛催化剂的内孔中扩散出来,这些未扩散出来的大分子或者异构成线度较小的异构体扩散出来,或者裂解成较小的分子,乃至不断地裂解,脱氢,以炭的形式沉积于孔内和孔口,导致催化剂失活。
  (3)过渡状态限制的择形催化
  某些反应需要比较大的空间,才能形成相应的过渡状态,这就构成了限制过渡态的择形催化。ZSM-5催化剂常用这种过渡态选择性的催化反应。可以用它催化的低分子烃类的异构化反应,裂化反应,二甲苯的烷基转移反应等。ZSM-5催化剂可以阻止结焦,具有比其他分子筛或无定形催化剂更长的寿命,这对工业生产十分有利。
  (4)分子交通控制的择形催化在具有两种不同形状和大小的孔道分子筛中,反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位,进行催化反应,而产物分子则从另一孔道扩散出去,尽可能减少逆扩散,从而加大反应速率。择形选择性催化的较大实用价值,在于利用其表征孔结构的不同。这种催化在炼油工艺和石油化工中也有广泛的应用。而不能消除谐振。但中性点经小电阻接地后能快速切除故障线路,过电压持续时间很短,危险性也大为减弱。显然小电阻接地的运行方式,加剧了断路器的负担,现在采用的真空断路器缓解这一问题;且不能保证供电的连续性,但可以通过环网或双电源实现对用户正常供电。
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