煉化裝置催化劑用途

（一）煉油中汽油脫硫催化劑。開發(fā)可降硫的催化劑和添加劑，不僅可以減少汽油含硫，而且不損失其他產(chǎn)品的產(chǎn)率。根據(jù)以下思路開發(fā)了這種催化劑和助劑：一是更改FCC進(jìn)料中特定硫化物裂解的反應(yīng)路徑生成硫化氫。這可直接減少汽油范圍含硫物質(zhì)的生成。二是開發(fā)對汽油沸程范圍硫化物直接起作用的催化劑。三是開發(fā)汽油中硫選擇性轉(zhuǎn)化成焦炭的催化劑（焦炭增加，SOx排放增多）。利用適當(dāng)?shù)墓湮镔|(zhì)使噻吩和烷基噻吩轉(zhuǎn)化成四氫噻吩。帶有高的氫轉(zhuǎn)移活性的FCC催化劑可減少FCC汽油含硫量。高氫轉(zhuǎn)移活性催化劑可促進(jìn)噻吩環(huán)的飽和，生成四氫噻吩很容易裂解，釋出硫化氫。開發(fā)的GSR降硫添加劑可使汽油含硫量減少15%—25%，已應(yīng)用于10座煉油廠的FCC裝置。開發(fā)的GFS—2000降硫催化劑，已工業(yè)應(yīng)用于加工含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%的減壓瓦斯油（VGO）。FCC裝置使用GSR-1助劑，可使汽油含硫量減少20%，再使用GFS-2000催化劑后可使汽油含硫量進(jìn)一步減少15%。GFS功能引入渣油FCC催化劑系列。盡管加工高金屬污染物的常壓渣油，新的催化劑消耗仍減少了20%。推出了SATURN FCC催化劑，可減少FCC汽油含硫50%以上

（二）煉油中汽油降烯烴催化劑。烯烴存在于FCC反應(yīng)器最初生成的中間產(chǎn)物中。烯烴可進(jìn)行各種二次反應(yīng)。進(jìn)一步裂解生成較小的烯烴，然后飽和生成相應(yīng)的烷烴。中國石化石油化工科學(xué)研究院會同洛陽石油化工總廠，高橋石化公司煉油廠，開發(fā)了汽油烯烴催化劑。實踐表明，該催化劑的應(yīng)用汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)由42.2%降至31.6%，汽油辛烷值稍有提高。類似的成功案例還有很多。

（三）加氫催化劑

四、煉化裝置催化劑組分

（一）催化劑的組成：

1. 活性組分； 2. 助催化劑；3. 載體

（二）各類催化劑組分簡介

1.固體催化劑

主催化劑------活性組份

起催化作用的根本性物質(zhì)，即催化劑的活性組分，如合成氨催化劑中的Fe。

其作用是：化學(xué)活性，參與中間反應(yīng)。

共催化劑：和主催化劑同時起作用的組分

2.助催化劑：本身對某一反應(yīng)無活性，但加入催化劑后（一般小于催化劑總量10%）能使催化劑的活性或選擇性或穩(wěn)定性增加。 加助催化劑的目的：助活性組份或助載體

3.固體催化劑的層次結(jié)構(gòu)

初級粒子：內(nèi)部具有緊密結(jié)構(gòu)的原始粒子；

次級粒子：初級粒子以較弱的附著力聚集而成-----造成固體催化劑的細(xì)孔；

催化劑顆粒：次級粒子聚集而成-----造成固體催化劑的粗孔；

調(diào)節(jié)初級粒子和次級粒子以控制固體催化劑的孔徑和比表面和組份分布。

5.均相催化：反應(yīng)物和催化劑處于同一相。

非均相催化：反應(yīng)物和催化劑不處于同一相，它們之間存在相界面，反應(yīng)在相界面上進(jìn)行。

6.催化過程按反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分類

酸堿催化：催化劑與反應(yīng)物分子間因電子對的接受而配位或發(fā)生強(qiáng)烈的極化，從而形成活性物種。

氧化還原型機(jī)理：催化劑與反應(yīng)物分子間發(fā)生單個電子的轉(zhuǎn)移，從而形成活性物種。

絡(luò)合催化：反應(yīng)物分子與催化劑間配位作用而使反應(yīng)物分子活化。

通過加入少量第三種物質(zhì)，使分處在不同相且反應(yīng)很慢的兩反應(yīng)物反應(yīng)速率加快，這種物質(zhì)即是相轉(zhuǎn)移催化劑。

7.均勻吸附：表面原子與反應(yīng)物分子形成相同的吸附鍵

非均勻吸附：表面原子的能量不同，表面原子與反應(yīng)物分子形成不同的吸附鍵。

8.解離化學(xué)吸附：吸附前先解離，成為有自由價的基團(tuán)，能成鍵吸附

9.不解離吸附：

具有π電子或未共享電子對的分子，通過π電子分子軌道再雜化產(chǎn)生自由價。

10.化學(xué)吸附態(tài)：分子或原子在固體催化劑表面化學(xué)吸附后的化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)、幾何構(gòu)型。

有效吸附態(tài)：能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的吸附態(tài)，對應(yīng)的吸附中心為催化活性中心。

11.多位催化理論 —— 巴蘭金

幾何對應(yīng)原理：催化劑晶體空間結(jié)構(gòu)與反應(yīng)物分子反應(yīng)變化的部分其結(jié)構(gòu)呈幾何對應(yīng)關(guān)系 。

活性集團(tuán)理論 —— 柯巴捷夫

活性集團(tuán)理論：活性中心是催化劑表面上非晶相中幾個原子組成的集團(tuán)。

12.吸附熵ΔS

吸附分子從自由態(tài)→吸附態(tài)的熵變。ΔS與吸附分子的結(jié)構(gòu)及活化絡(luò)合物結(jié)構(gòu)有關(guān)，利用ΔS值可以判斷定位吸附（熵變較大）、非定位吸附（熵變?。?。

13.再生是通過適當(dāng)方法對失活催化劑進(jìn)行處理恢復(fù)活性的過程，要根據(jù)催化劑失活的原因來選擇再生的方法。

14.半熔（燒結(jié)）：固體在達(dá)到熔化溫度之前，小晶粒由于熱運(yùn)動而集結(jié)為大晶粒的過程。

積炭：由于副反應(yīng)發(fā)生，在催化劑表面形成焦碳覆蓋活性中心，使催化劑活性減退。

15.配位絡(luò)合催化定義：以過渡金屬的原子或離子作為活性中心，反應(yīng)物分子與中心金屬配位絡(luò)合、活化及在配位界內(nèi)相互作用生成產(chǎn)物。

16.晶體場理論：中央離子與周圍配體只是通過靜電作用而形成絡(luò)合物，中央離子在配體的作用下，發(fā)生五個簡并（等同）d軌道的能級分裂，在d層未充滿電子的情況下，這樣的能級分裂給絡(luò)合物帶來額外的穩(wěn)定化能（總能下降），造成中央離子與配體的附加成鍵效應(yīng)。

17.價鍵理論 ：中心原子（或離子）有空的價電子軌道，配體具有孤對電子。

18.溢流（spill over）：被吸附的活性物種從一個相轉(zhuǎn)移至不能直接生成活性物種的另一相，使另一相活化而參與反應(yīng)。

19.結(jié)構(gòu)敏感反應(yīng)（structure sensitive reaction)：反應(yīng)速率對金屬表面細(xì)微結(jié)構(gòu)變化敏感的反應(yīng)。催化劑表面紋理結(jié)構(gòu)、載體性質(zhì)影響反應(yīng)。

結(jié)構(gòu)非敏感反應(yīng)：反應(yīng)速率不受催化劑結(jié)構(gòu)影響。

20.酸強(qiáng)度：給出質(zhì)子或接受電子的能力

21.固體酸：能給出質(zhì)子or 接受電子的固體。B酸：給出質(zhì)子；L酸：接受質(zhì)子

22.分子篩：人工合成的結(jié)晶型硅鋁酸鹽。

23.催化劑失活或衰變：在催化劑使用過程中反應(yīng)活性（轉(zhuǎn)化率）隨運(yùn)轉(zhuǎn)時間而下降的現(xiàn)象。

24.中毒：催化劑所接觸的流體中的少量雜質(zhì)吸附在催化劑的活性位上，使催化劑的活性（選擇性）顯著下降甚至消失，稱之為中毒。

25.選擇性中毒： 利用毒物分子對某些活性部位的選擇性吸附來抑制或中毒不希望的催化活性，提高催化選擇性。

26.沸石：自然界存在的結(jié)晶型硅鋁酸鹽（由于晶體中含有大量結(jié)晶水，加熱汽化，產(chǎn)生類似沸騰的現(xiàn)象，故稱為沸石）。

27.催化裂化：是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油和柴油等過程。

28.加氫裂化 ：在較高的壓力和溫度下，氫氣經(jīng)催化劑作用使重質(zhì)油發(fā)生加氫、裂化和異構(gòu)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烴的原料）的加工過程。

29.催化重整 ：是在催化劑作用下從石油輕餾分生產(chǎn)高辛烷值汽油組分或芳香烴的工藝過程。

30.加氫精制：是指在催化劑和氫氣存在下，石油餾分中含硫、氮、氧的非烴組分發(fā)生脫除硫、氮、氧的反應(yīng)，含金屬有機(jī)化合物發(fā)生氫解反應(yīng)，同時，烯烴發(fā)生加氫飽和反應(yīng)。

五、煉化裝置催化劑反應(yīng)后狀態(tài)

催化劑實際上是一種降低能壘的方法,化學(xué)反應(yīng)就像汽車爬山,有時候汽車爬的山不是一直越來越高,而是中間高兩邊低,那么,汽車所用的動力只要夠達(dá)到兩邊的高度差就行了,但是由于中間有更高的山阻礙,所以爬的非常慢,在爬過最高點(diǎn)后就輕松了.催化劑起的作用就是把中間的山降低,在反應(yīng)中,催化劑也會發(fā)生反應(yīng),但是生成物中還會生成等量的催化劑,相當(dāng)于催化劑沒有任何變化。