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分子筛作为烷基化催化剂和催化裂化催化剂的主要区别?
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wxiaoli: 金币+5, ★有帮助 2013-04-13 14:44:38
王晓萌: 金币+2, 谢谢分享！ 2013-04-13 15:48:18
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一、烷基化催化剂 烷基化反应所用催化剂有很强的酸性，可以是硫酸、氢氟酸、盐酸以及各种广义酸，如A1Cl3、FeCl3等。液体强酸对反应器腐蚀严重，反应废液会造成公害，20 世纪 70 年代开始，各国致力于开发固体超强酸，超强酸是比100%硫酸还强的酸。 1．液体酸催化剂 1）硫酸催化剂 硫酸烷基化反应是在液相中进行，但是烷烃在硫酸中的溶解度很低，正构烷烃几乎不溶于硫酸，异构烷烃的溶解度也不大，例如异丁烷在浓度99.5%的硫酸中的溶解度(质量分数)为0.1%，而当浓度降至95.5%时则只有0.04%。因此，为了保证硫酸中的烷烃浓度需要使用高浓度的硫酸。但是高浓度的硫酸，例如99.3%以上，有很强的氧化作用，能使烯烃氧化，而且烯烃的溶解度比烷烃的大得多，提高硫酸浓度时烯烃在硫酸中的浓度增加得更快。因此为了抑制烯烃的叠合反应、氧化反应等副反应，工业上采用的硫酸浓度为86%~99％。当循环硫酸浓度(质量分数)低于85%时，需要更换新酸。 为了增加硫酸与原料的接触面，在反应器内需使催化剂与反应物处于良好的乳化状态，并适当提高酸与烃的比例以利于提高烷基化产物的收率和质量。反应系统中催化剂量为40~60％(体)。1938年，世界上第一套以浓硫酸为催化剂的烷基化反应装置在亨伯石油炼制公司的贝敦炼油厂建成投产。以美国Stratco公司专利技术为代表的致冷式硫酸法烷基化生产工艺，反应可以在较低的温度(8~12℃)下进行，此外，采用硫酸法烷基化生产工艺还可降低对原料纯度的要求，同时具有安全可靠、控制稳定等特点。以浓硫酸为催化剂的突出缺点是对设备腐蚀严重，而且可溶于硫酸的产物“红油”的生成会最终导致催化剂活性降低，大量失活的废酸具有恶臭，排放困难，提高了产品的生产成本，而且也会严重污染环境。 2）氢氟酸催化剂 氢氟酸沸点低(19.4℃)，对异丁烷的溶解度及溶解速度均比硫酸大，副反应少，因而目的产品的收率较高。 氢氟酸在烷基化过程中生成的氟化物易于分解使氢氟酸回收，因此在生产过程中消耗量明显较硫酸法低。氢氟酸法制烷基化油所得产品中三甲基戊烷/二甲基己烷比略高，即辛烷值提高幅度明显。但是氢氟酸具有毒性，对人体有害。这种气体本身有一种特有的臭味，通常2~3ppm就能感觉出来，操作中需要有适当的防护措施。使用氢氟酸时应避免与身体接触，包括皮肤、眼睛及呼吸道等，预防皮肤接触时需佩戴氟化聚乙烯（PVDF）、天然橡胶等材质之手套为佳，不要使用布质及棉质手套，并于易飞溅场合应做到全身防护，可使用橡胶材质连身式防护衣、工作靴，眼部应使用护目镜或全面式面罩。若不慎遭到氢氟酸腐蚀，应尽速采用大量的清水冲洗患部至少30分钟，直到身上看不到任何附着的固体或液体，并尽速送医，就医时应携带所接触的化学品，以提供医护人员及时进行正确诊疗。 氢氟酸分子小渗透力强，如不清洗彻底将产生蚀骨的永久性伤害，直至节肢。 氢氟酸烷基化反应过程中易生成副产物酸溶性油(ASO)，ASO是一种黏稠的含氟重油，能溶解在HF中，从而导致循环酸浓度下降、活性降低。为了保持良好的催化活性必须对循环酸定期进行再生，以脱除ASO并使循环酸浓度保持在适当的水平，这样不仅增大了生产成本，而且会对环造成严重污染。尽管美国UOP公司通过在HF中加助剂，生成蒸汽压较低的液态聚氟化氢络合物，减少了HF分子因生成气溶胶而挥发的倾向，且可将RON提高115左右，但是仍然没有从根本上解决环境污染问题。因此，开发高活性、环境友好的酸催化剂是生产烷基化油的关键。 1942年，第一套以氢氟酸为催化剂的烷基化反应装置在菲利普斯石油公司的德克萨斯州博格炼油厂建成投产。工业上使用的氢氟酸催化剂浓度为86%~95%，浓度过高会使烷基化产物的品质下降。但是浓度过低时，除了会对设备产生严重腐蚀外，还会显著增加烯烃叠合和生成氟代烷的副反应。 2．改进的液体酸催化剂 改进的液体酸固载化催化剂，是将液体强酸固载在一种合适的载体上，使之不流失挥发，对环境不造成危害和污染。石油大学（北京）以三氯化铝和烷基胺合成的离子液体的催化性能达到或超过了氢氟酸与硫酸烷基化反应的相关指标。 3．固体酸催化剂 烷基化工艺所面临的挑战是要同时满足环境保护的严格要求和清洁汽油的消费需求，为了解决这一问题，多年来，国内外一直在研究开发新一代固体酸烷基化催化剂及其工艺以代替目前的液体酸烷基化工艺技术。固体酸催化剂的研究集中在分子筛和固体超强酸方面， 已有大量的研究论文和专利发表。应当指出的是，现在研究的分子筛和固体超强酸等固体酸烷基化催化剂都存在迅速失活、选择性不好的致命缺点，很难在工业上得以应用。 经过多年的研究，有几种新型的固体酸催化剂正在从实验室走向中型试验，并达到炼油厂工业装置的规模。 固体酸烷基化催化剂大体可分为四类：金属卤化物、分子筛、超强酸和杂多酸。 二、重油催化裂化催化剂 重油催化裂化催化剂目前主要包括MLC系列和DVR系列两大系列产品。 九十年代以来，提高渣油掺炼比成为炼厂提高加工效益的重要途径，也成为炼油催化剂发展研制的重要方向。重油催化裂化催化剂的开发，都是以尽可能提高渣油掺炼比为基准点，再兼顾不同用户在原料性质、装置操作条件及目的产品分布要求等个性特点研制开发的。 1、MLC系列重油催化裂化催化剂 MLC-500系列催化剂是为解决九十年代中期国内市场柴油紧张的问题，根据中石化总公司利用催化裂化过程多产柴油的要求开发的。它能够在较大的渣油掺炼比例下，明显提高柴汽比。MLC-500系列催化剂目前包括MLC-500和MLC-500ZA两个品种。MLC-500催化剂是1996年研制开发的，自1998年下半年开始，由于国家采取打击走私、限制进口等宏观政策的实施，国内各炼油企业纷纷将增产柴油作为提高企业效益的重要途径，竞相采用MLC系列催化剂来增加柴油产量，从而使得MLC系列催化剂的销售量大幅度飚升，1999年至今均为产量、销量最高的单品种。MLC-500催化剂先后在中国石化集团和中国石油集团公司所属的23家大型炼油企业使用，目前主要用户包括济南、高桥、广州、齐鲁、庆阳及部分地方炼厂。近两年随着市场对柴油、液化气、汽油等需求的不断变化，MLC-500已不完全是突出柴油选择性，而是根据用户对产品分布的要求进行配方调整。MLC-500ZA催化剂则是针对镇海炼油厂300万吨催化装置特点定向研制的大堆比催化剂，性能上除了常规MLC-500特点外，还侧重于液化气和高辛烷值汽油选择性。 2. DVR系列催化裂化催化剂 为进一步提高催化裂化过程中的渣油掺炼比，最大限度地增加炼油企业的经济效益，中国石化集团北京设计院、石油化工科学研究院和燕山石化公司共同开发了以大庆全减压渣油为原料的催化裂化工艺装置（简称VRFCC工艺技术），DVR系列催化剂是与该工艺配套的专用剂，具有重油大分子裂化能力强、裂化活性高、焦炭选择性好、抗重金属污染性能好等特点。因为DVR催化剂具有特别优良的重油裂化能力，所以在需要大比例掺炼各类渣油的非VRFCC工艺装置上也有应用。DVR系列催化剂1998年开发成功，目前包括DVR-2、DVR-3两个品种。DVR-2的用户主要有湛江、胜利绸油厂；DVR-3催化剂在燕山应用，与DVR-2相比抗重金属污染性能更好。 资料整理源来自百度~ 自己多查查资料吧~ 貌似资料非常的多~ |
2楼2013-04-13 14:14:36
3楼2013-04-13 14:44:01
 催化裂化催化剂主要是用酸性作为活性中心，催化裂化反应遵循正碳离子机理，正碳离子是烃类转化的反应中间体，烃类在酸性中心的作用下生成正碳离子，然后按不同途径进行裂化反应、氢转移反应、异构化反应等。 正碳离子的形成除了异极断裂之外，主要有两种途径：一是获得H+，二是H- 的消去。在强B酸介质体系中，正碳离子主要是通过获得H+而形成。在L酸介质体系中则通过H- 的消去形成。B酸仅通过正碳离子的化学反应进行裂化；而L酸既可通过正碳离子进行反应,也可以通过自由基反应，值得注意的是自由基反应的最终结果是生成焦类和干气。 对于烷基化反应，同样用到了催化剂的酸性，只是用的酸的强度不同。强酸使得烯烃聚合以及异构，副反应多，容易失活。 |
4楼2013-04-13 15:48:04