第三章催化裂化催化剂 1什么是催化裂化 催化裂化是指石油的高

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第三章催化裂化催化剂

1.什么是催化裂化?

催化裂化是指石油的高沸点馏份(重质油)在催化剂存在下裂化为汽油、柴油和裂化气的过程。

2.催化裂化装置主要由哪几部分组成的?

催化裂化装置主要是由反应-再生系统、分馏系统、吸收稳定系统和烟气能量回收系统四部分组成的。

3.催化裂化的特点是什么?

原料来源广泛,一般渣油、重质馏分油均可适用;产品产率高、质量好;装置操作弹性大,产品方案灵活;催化裂化装置均为标准设计,装置水平高、自动化程度及连续化程度高,因此,装置经济规模较大。

4.石油馏分催化裂化的特点是什么?

是一个复杂的平行-顺序反应;各类烃在催化剂表面上的吸附存在竞争。

5.对催化裂化催化剂的性能要求是什么?

裂化催化剂具有较理想的可流化性能和抗磨性能;催化裂化催化剂应当具备较高的活性、稳定性和选择性;催化裂化催化剂应具有较好的抗金属污染性能和再生性能;催化裂化催化剂应具有比较理想的表面结构。普遍认为催化裂化催化剂应当具有大孔低比表面结构。

6.从发展历程看,催化裂化催化剂分为哪几类?

工业上所使用的催化剂,从催化剂的发展历程来看,归纳起来有三大类:天然白土催化剂、无定型合成催化剂和分子筛催化剂。

7.无定型合成催化剂分为哪几类?

全合成硅酸铝催化剂、半合成硅酸铝催化剂、合成硅酸镁催化剂。

8.分子筛化学组成是什么?常见的分子筛有哪些?

M x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·ZH2O

常见的分子筛有A型、X型、Y型沸石和丝光沸石。

9.分子筛催化裂化催化剂的主要组成是什么?

分子筛催化裂化催化剂的主要组成是活性组分分子筛和基质。

10.基质的主要作用是什么?

基质主要提供合理的孔分布、适宜的表面积和在水热条件下的结构稳定性,并要求有良好的汽提性能、再生烧焦性能,足够的机械强度和流化性能;同时基质给予催化剂一定的

物理形态和机械性能,如颗粒度、孔结构、堆积密度、抗磨性等,以保证催化剂的输送、流化和汽提性能。此外它还有以下功能:

①在离子交换时,分子筛中的钠不可能完全被置换掉,而钠的存在会影响分子筛的稳定性,基质可以容纳分子筛中未除去的钠,从而提高了分子筛的稳定性。

②稀释和分散活性组分,使催化剂的活性适当;

③在再生和反应时,基质作为一个庞大的热载体,起到热量储存和传递的作用;

④重油催化裂化进料中的部分大分子难以直接进入分子筛的微孔中,如果基质具有适度的催化活性,则可以使这些大分子先在基质的表面上进行适度的裂化,生成的较小的分子再进入分子筛的微孔中进行进一步的反应;

⑤基质还能容纳进料中易生焦的物质如沥青质、重胶质等,抵抗杂质(如碱性氮、重金属等)对活性组分的污染破坏,保持催化剂良好的活性和选择性。

11.催化裂化催化剂的化学组成包括哪些?

通常包括:从AI2O3、SiO2、H2O、Na2O、Fe2O3、SO42-等,有时还包括RE2O3。

12.催化裂化催化剂的物理性质包括哪些?

物理性质表示催化剂的外形、宏观结构、密度、粒度等性能。通常包括:比表面积、孔体积、密度、磨损指数、筛分组成5个主要项目。

13.催化裂化催化剂的抗磨损强度的评价指标是什么?

目前采用“磨损指数”来评价微球催化剂的耐磨损强度。

14.为了保证催化剂良好的流化状态,对筛分组成的要求是什么?

一般要求催化剂颗粒<40μm的不大于25%,40μm~80μm的不小于50 %,>80μm的不大于30%。

15.催化裂化催化剂的活性的测定方法是什么?

测定无定形硅铝裂化催化剂的活性,采用D+L法或CAT -A法;随着沸石裂化催化剂的应用,评定的方法也改进为微反活性法(MAT)。工业平衡催化剂的活性,目前均用微反活性表示。

16.催化剂的平衡活性指的是什么?

在生产装置中,为使活性保持在一个稳定的水平上以及在补充生产中损失的催化剂,需补入一定量的新鲜催化剂,此时的活性称为平衡催化剂的活性。

17.催化裂化催化剂的选择性的表示方法有哪些?

以转化率为基准来表达的方式,如汽油/转化率,用焦炭/转化率的比值表示焦炭选择性;

另一种常用的方式是以焦炭产率为基准来表达的方式,如用汽油产率/焦炭产率之比表示催化剂生产汽油的选择性,也很直观。另外,还用H2/CH4比值表示产氢的选择性,用iC4/n C4比值来表示异构化反应的选择性等。

18.怎样评价催化裂化催化剂的稳定性?

测定裂化催化剂的稳定性,通常是在一定条件下(分子筛催化剂是在常压800℃用水蒸气处理4h或17h,硅酸铝催化剂是在750℃通蒸汽6h)使催化剂老化,然后再测定其活性并与新鲜催化剂的活性(初活性)相比,由活性下降的情况来评价催化剂的稳定性。老化后活性降低的越少说明催化剂的稳定性越好。

19.影响催化剂性能的重金属有哪些?

主要有铁、铜、镍、钒等。

20.重金属催化剂的污染程度用什么来表示?

用污染指数来表示;

污染指数=0.1(Fe + Cu + 14Ni + 4V)

式中:Fe、Cu、Ni、V分别为催化剂上铁、铜、镍、钒的含量,以10-6表示。

催化剂的污染程度还可以用生氢因素或裂化气中的H2/CH4比值来表示。

21.催化裂化催化剂失活的主要原因有哪些?

裂化催化剂失活的主要原因可分为三类:①水热失活;②结焦失活;③吸附毒物失活。

22.催化裂化催化剂助剂有哪些?

CO助燃剂、辛烷值助剂、金属钝化剂、钒捕集剂、硫转移添加剂(脱SO X剂)和降低催化裂化汽油烯烃助剂。