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第4讲催化剂制备课件.ppt

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    • 催化剂制备 催化剂制备 • 催化材料与催化剂的类型催化材料与催化剂的类型• 单一活性组份和载体单一活性组份和载体• 二元氧化物二元氧化物• 活性组份的制备活性组份的制备• 骨架催化剂骨架催化剂 • 特殊类型的催化剂特殊类型的催化剂• 催化剂成型催化剂成型• 催化剂的工业制造催化剂的工业制造第三章第三章 催化剂制备催化剂制备 第一节 催化材料与催化剂的类别 一、催化材料的类别一、催化材料的类别固体催化材料的类别序号类别功能1金属,多金属簇,合金加氢,脱氢,氢解,氧化2金属氧化物和硫化物氧化,脱氢,脱硫,加氢3酸裂化,聚合,异构化,烷基化4碱缩合,裂解5其它化合物(氯化物,碳化物,氮化物等)烯烃选择性加氢6其它形式(锚定酶,熔融盐) 常识问题:1. 催化裂化与催化裂解的区别  催化裂解是从催化裂化的基础上发展起来的,但是二者又有着明显的区别,如下:  ① 目的不同催化裂化以生产汽油、煤油和柴油等轻质油品为目的,而催化裂解旨在生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等基本化工原料  ② 原料不同催化裂化的原料一般是减压馏分油、焦化蜡油、常压渣油、以及减压馏分油掺减压渣油;而催化裂解的原料范围比较宽,可以是催化裂化的原料,还可以是石脑油、柴油以及C4、C5轻烃等。

        ③ 催化剂不同催化裂化的催化剂一般是沸石分子筛催化剂和硅酸铝催化剂,而催化裂解的催化剂一般是沸石分子筛催化剂和金属氧化物催化剂  ④ 操作条件不同与催化裂化相比,催化裂解的反应温度较高、剂油比较大、蒸汽用量较多、油气停留时间较短、二次反应较为严重  ⑤ 反应机理不同催化裂化的反应机理一般认为是碳正离子机理,而催化裂解的反应机理即包括碳正离子机理,又涉及自由基机理  2. 加氢反应和氢解反应氢解反应:    有机质中的不饱和键(C=C、C≡C、C≡N、C=O、N=N等)与H2进行剧烈的氢化加成放热反应,并伴随发生从长链大分子变为短链小分子加氢反应:    氢气在催化剂存在下与有机物的反应称为加氢,不发生键的断裂,就是加成反应 一、催化材料的类别一、催化材料的类别1 1、金属、金属金属催化材料状态催化剂举例反应举例负载的低负载的     Pt/Al2O3, Ru/SiO2, Pd/C     Pt-Re/Al2O3, Ni-Cu/Al2O3高负载的     Ni/Al2O3, Co/硅藻土选择性加氢催化重整甲烷化,苯加氢多孔的Raney Ni, Co, Fe, CuFe-Al2O3-K2O油脂加氢合成氨整体的Pt网,Ag网氨氧化,环氧化 一、催化材料的类别一、催化材料的类别2 2、金属氧化物和硫化物、金属氧化物和硫化物金属氧化物和硫化物催化材料状态催化剂举例反应举例单一的Al2O3, Cr2O3, V2O5醇脱水,乙苯脱氢二元的SiO2-Al2O3, TiO2-Al2O3醇脱水,酯化复合的BaTiO3, CuCr2O4, Bi2MoO4氨氧化,醛加氢烧结的NiO-CaAl2O4水蒸气重整负载的NiO/Al2O3, MoO3/Al2O3, MoS2/Al2O3, WS2/Al2O3加氢脱硫 一、催化材料的类别一、催化材料的类别3 3、固体酸、固体酸固体酸催化材料状态催化剂举例反应举例二元共凝胶SiO2-Al2O3催化裂化,烯烃叠合结晶的沸石(分子筛)催化裂化天然粘土蒙脱土烯烃叠合增强酸(负载的)SbF5.HF/硅藻土, 卤化物/载体烷基化  固体酸催化剂是一类重要催化剂,催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位,称酸中心。

      它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物,其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应,种类很多此外,还有润载型固体酸催化剂,是将液体酸附载于固体载体上而形成的,如固体磷酸催化剂    性质  与固体酸的催化行为有重要关系的性质是酸中心、酸强度和酸度①表面上的酸中心可分为B-酸与L-酸,有时还同时存在碱中心可用下式示意地表示氧化铝表面上的酸中心的生成:  ②酸强度,可用哈梅特酸强度函数H0来表示固体酸的酸强度,其值愈小,表示酸强度越高③酸度,用单位重量或单位表面积上酸中心的数目或毫摩尔数来表示,又称酸度在同一固体表面上通常有多种酸强度不同的酸中心,而且数量不同,故酸强度分布也是重要性质之一例如在金属硫酸盐上进行醛类聚合、丙烯聚合、三聚乙醛解聚、丙烯水合,有效催化剂的酸强度范围分别为H0≤3.3, H0≤1.5,H0≤-3,-3

             金属氧化物及其复合氧化物形成的多孔介质(载体)实际上是胶体粒子的聚集体(类似于爆米团结构)沉淀过程:3个阶段                    过饱和-达到沉淀形成的溶度积                    成核-有颗粒的晶核出现                    长大-颗粒的聚集 沉淀过程示意图 介稳的过饱和态 二、有控制的沉淀过程 2、使溶液进入过饱和区的方法三种方法:蒸发-提高溶液浓度,A到C                    降低温度-降低溶解度,A到B                    提高pH值-溶解度曲线下移,最方便       通过加入碱溶液,控制沉淀反应碱溶液:钠、钾、铵的氢氧化物,碳酸盐,碳酸氢盐等 水合氢氧化物沉淀过程的pH值(25C) 氢氧化物pH值Mg(OH)210.5Mn(OH)28.6Co(OH)26.8Ni(OH)26.7Fe(OH)25.5Cu(OH)25.3Cr(OH)35.3Zn(OH)25.2Al(OH)34.1Fe(OH)32.0 二、有控制的沉淀过程 3、成核和长大的相对速率对沉淀粒度分布的影响成核:生成的M(OH)n或添加的晶种的引发,自发进行             灰尘、容器表面的粗糙可引发晶种长大:离子(小晶粒)在晶核表面的吸附和聚集                         受浓度、温度、pH值控制成核快:形成窄分布的小颗粒,孔径小,比表面积大长大快:形成窄分布的较大颗粒,孔径大,比表面积小成核与长大速度相当:形成宽分布的颗粒,孔径分布广,比表面积适中 三、凝聚和胶凝过程 溶胶:表面能大,热力学不稳定体系,具有通过颗粒长大凝聚和胶凝使表面能减小的趋势三种凝结物:水凝胶、絮凝体和块状沉淀物                         催化剂载体,一般由水凝胶制备水凝胶:三维网状的疏松连接结构                例如:豆腐、豆腐脑                含水量:40~80%                孔容:1.5~2.5cm3/g絮凝过程的应用:污水处理和饮用水净化 水凝胶的结构示意图 水凝胶的结构-小粒子经由填隙的水分子通过氢键形成长程的有序结构。

      三、凝聚和胶凝过程 1、凝胶粒子表面的电性与溶液pH值的关系      水合氧化物与水分子之间的作用碱性溶液,pH值高,胶粒带负电荷:酸性溶液,pH值低,胶粒带正电荷: 三、凝聚和胶凝过程 2、胶粒的电动电势与胶凝过程的速率带电胶粒的双电层结构 三、凝聚和胶凝过程 带电胶粒的电动电势(电势):        带正电的胶粒吸引溶液中的阴离子,反离子形成空间电荷,其中一部分与正离子之间吸引力较强,随正离子的布朗运动而跟着移动,造成了电动电势,即:电势       电势受溶液pH值的影响       电势决定着胶凝过程的速率              电势胶粒互相排斥,胶凝速度低;              在等电点处( 电势=0),胶凝速率最大 pH值对氧化铝的电势的影响 pH值对硅酸钠胶凝时间和生成的硅胶表面积的影响 pH值条件与硅物种的聚合反应 pH值与硅物种的存在形态 四、洗涤和过滤 水凝胶的洗涤和过滤:       用水洗涤除去水凝胶中的杂质离子并过滤除去倾析法:水凝胶中加入水,静置沉降,倾去水层,然后过滤重复多次,直到杂质离子含量达到要求         洗涤效果好,费时,费水。

      淋洗法:水凝胶中加入水,然后过滤,用水淋洗滤饼重复多次,直到杂质离子含量达到要求         洗涤效果稍差,时间短,省水洗涤中的胶溶作用:加水洗涤的过程中凝胶部分恢复为溶胶,即胶溶作用胶溶作用造成凝胶损失,收率降低 五、干燥 凝胶干燥过程的2个阶段:    (1) 外表面水分的蒸发,较快,水含量~50%    (2)孔内水分的蒸发,较慢,水含量20~35%               脱水物:干凝胶               毛细管内的蒸发,平衡蒸汽压降低(Kelvin公式)               结构收缩,孔径和孔容变小               脱水速度不能太快,以免结构崩塌 五、干燥 二氧化硅凝胶干燥时孔容的减小 五、干燥 干燥温度对凝胶比表面积的影响:        避免在样品中形成大的温度梯度        干燥速度不能太快        分阶段进行:水含量>50%,稍快                                水含量<50%,慢工业干燥设备:传送带(带式干燥)                             旋转窑                             流化床                             喷雾干燥塔                             旋转真空干燥罐 五、干燥 干燥过程温度的影响 六、煅烧(焙烧) 1、煅烧时发生的变化:      (1)失去化学键合的水或二氧化碳;      (2)改变孔径分布;                孔径分布(pore size distribution)-孔体积或孔面积按照孔大小的分布。

            (3)形成活性相;       (4)调整固体表面性质;      (5)稳定机械性质(强度) 六、煅烧(焙烧) 2、煅烧温度不同,得到不同的晶型Al2(SO4)3 + NH4OH  Al(OH)3凝胶Al2O3nH2O(勃姆石 )[n=1.0的晶体至n=1.8的凝胶状物]-Al2O3 [通常从较高的n值来,立方密堆积,有缺陷的尖晶石Al(Al5/3￿1/3)O4] -Al2O3 [“”族低温Al2O3mH2O,m=0~0.6, 比表面积200~300m2/g] -Al2O3 [“”族高温无水Al2O3,畸变的尖晶石] -Al2O3 [单斜晶系]  -Al2O3 [六方晶系]pH=9, 30~90C300C450C900C1000C1200C  lAl2O3 的同质多晶体  不同形态氧化铝之间的转化示意图不同形态氧化铝之间的转化示意图(封闭区表示存在的范围,未封闭区表示过渡区)(封闭区表示存在的范围,未封闭区表示过渡区) 六、煅烧(焙烧) 3、煅烧温度对平均孔径、机械性质及酸性影响 煅烧时较小的孔塌陷消失,平均孔径增大,比表面积减小,机械强度增加 酸性:先增加后降低六、煅烧(焙烧) 制备方法:共胶法、共沉淀法、导晶沉淀法1、SiO2-Al2O3        裂化和烯烃齐聚催化剂、酸性载体 制备步骤:共胶法七、二元氧化物 2、NiO-Al2O3        加氢和一氧化碳甲烷化催化剂 制备步骤:共沉淀法七、二元氧化物 同样,可以制备:CuO-ZnO-Al2O3、CuO-MgO-Al2O3 、                                Cu2O-BaO-Cr2O3                                  3、硅酸铝分子筛        裂化、异构化、烷基化、歧化等催化剂和吸附剂 制备步骤:导晶沉淀法(水热晶化法)七、二元氧化物 同样,可以制备:A型、X型、ZSM系列分子筛                                其它分子筛(磷铝系列、介孔分子筛)                                 第三节 活性组份的沉积 四种主要方法: (1)沉淀法 (2)吸附法 (3)离子交换法 (4)浸渍法 一、沉淀法 沉淀法的反应:金属盐溶液+载体 金属氢氧化物或碳酸盐载于载体上碱沉淀过程: (1)流体中溶胶沉淀 (2)熔胶与载体表面相 互作用与表面羟基作用 一、沉淀法 均匀沉淀过程: 用尿素或酰胺等容易(分解)水解的物质代替碱溶液,通过控制加热温度使铵的释放在溶液中缓慢进行,从而控制沉淀过程的速度,使沉淀均匀。

      一、沉淀法 制备步骤: 一、沉淀法 与共沉淀法的不同: 活性组份载于载体表面,表面层只有几个原子厚 适宜于制备较高负载量(10~20%)的催化剂 二、吸附法 1、原理:载体在金属盐溶液中吸附平衡量的盐离子 活性组份的分散均匀; 适宜于制备低负载量(<2~3%)的催化剂离子的吸附等温线: 二、吸附法 载体的影响:载体表面性质 沸石分子筛:强吸附,阳离子; 硅胶:弱吸附,阳离子; 氧化铝:弱吸附,阳离子和阴离子; 氧化镁:强吸附,阴离子; 活性碳:电荷转移络合物,弱吸附,阳离子 二、吸附法 2、离子吸附的影响因素: 不包括沸石分子筛(离子交换机理)吸附平衡:平衡的移动取决于溶液中C+和A-的浓度以及溶液的pH值阳离子的吸附强度:正比于极化能力 C4+ > C3+ > C2+ >C+ ~ H+阴离子的吸附强度:正比于极化性和离子电荷 SO42- > I- > Br- >Cl- > F- 二、吸附法 催化离子的吸附族阳离子Cl-NO3-SO42-I副Cu2+Ag+Au3+阳离子(<4mol/L)阴离子(>4mol/L)不溶阴离子(>0.1mol/L)阳离子阳离子(弱)阴离子(强)阴离子阴离子(>0.05mol/L)阴离子(弱)VIII3Ni2+Pd2+Pt4+阳离子阴离子(>0.1mol/L)阴离子(>0.1mol/L)阳离子阴离子阴离子阳离子阴离子阴离子 二、吸附法 催化离子的吸附族阳离子Cl-NO3-SO42-VIII2Co2+Rh3+Ir4+阳离子(<6mol/L)阴离子(>6mol/L)阴离子阴离子(>0.1mol/L)阳离子阳离子阴离子阳离子阳离子/阴离子阴离子VIII1Fe3+Ru4+Os4+阳离子(<1mol/L)阴离子(>1mol/L)阴离子(>1mol/L)阴离子(>0.1mol/L)阳离子阴离子阴离子阴离子(>0.1mol/L)阴离子阴离子 二、吸附法 3、竞争吸附法:使活性组分在颗粒内部吸附均匀 大颗粒载体,孔扩散效应显著 扩散速度慢,沉积速度快 催化活性组分离子沉积在外表面(外表面富集) 对反应速度控制的反应,如:催化重整 需要活性组份Pt在颗粒内部吸附均匀方法:竞争吸附,引入强吸附离子 加入,盐酸、草酸、酒石酸或柠檬酸 三、离子交换法 1、原理:与吸附法相近,活性组分金属离子与载体表面其他阳离子的离子交换 离子交换反应: 作用:脱去有害离子,如:Na+,分子筛的离子交换            负载催化活性组分,如:Ni、Co、Pt、Pd交换剂:盐酸、硝酸、硝酸铵溶液,H+交换Na+                 Ni、Co的硝酸盐溶液,氯铂酸、氯钯酸 三、离子交换法 2、分子筛上的离子交换 硅铝酸盐分子筛化学通式 金属阳离子:通常是碱金属,如:Na+         需要进行离子交换成H+后,才具有酸性         交换剂:盐酸、硝酸、硝酸铵溶液例子:NaY分子筛,1mol硝酸铵溶液离子交换            50C,1小时/次,交换3次            交换量70% 三、离子交换法 例子:NaY分子筛,用H+、NH4+和La3+离子交换2次 三、离子交换法 3、离子交换树脂上的离子交换 离子交换树脂: 骨架结构-交联聚苯乙烯(苯乙烯-二乙烯苯共聚体) 交换基团-阳离子、阴离子 强酸性阳离子交换树脂,-SO3H 弱酸性阳离子交换树脂,-COOH                    强碱性阴离子交换树脂,季胺基-R4N+Cl-                    弱碱性阴离子交换树脂,伯胺基至叔胺基 阳离子交换树脂:Na+型变成H+型                                       5%盐酸处理 阴离子交换树脂:Cl-型变成OH-型                                       5%NaOH溶液处理 三、离子交换法 例子1:大孔强酸性阳离子交换树脂,Amberlyst 15, C102            用途:醚化、酯化、水合催化剂例子2:大孔强酸性阳离子交换树脂,                   Amberlyst 15, C102            用氯化钯离子交换,                   Pd-Amberlyst 15, Pd-C102            用途:乙烯和丙烯选择性加氢脱炔                        二烯烃选择性加氢 四、浸渍法 1、浸渍:impregnation, 又称为“初步润湿”      用活性组份的溶液充分润湿载体,使金属盐溶液填入固体的孔中。

      四、浸渍法 浸渍液:可(水)溶性金属盐溶液                溶解度大                易分解                阴离子易脱除                硝酸盐、氯化物、醋酸盐、铵盐浸渍法的优缺点:        优点:先成型,后浸渍,避免成型困难                    载体选择性大、范围广                    活性组份表面分布,分散度高,利用率高        缺点:煅烧时产生废气污染(NH3、NOx) 四、浸渍法 2、浸渍方法:(1)过量(饱和)浸渍法:将载体浸入过量的浸渍液中(浸渍液体积超过载体可吸收的液体体积),吸附平衡后,沥去过剩溶液2)等体积浸渍法:将载体与他正好可吸附体积的浸渍液相混合注意:吸附体积因溶液而异,需要通过试验确定3)多次(分步)浸渍法:重复多次浸渍、干燥和煅烧         用于:活性组份溶解度小;避免不同活性组分的竞争吸附、不溶解和浸渍液的回浸出作用如:Co-Mo/Al2O34)浸渍沉淀法:先浸渍,后在孔内沉淀例如:Pt/Al2O3催化剂            氯铂酸的盐酸溶液浸渍后,加入NaOH溶液,生成铂的氢氧化物沉淀。

      用利于Cl的脱除、Pt的分散和还原 四、浸渍法 3、浸渍法催化剂制备步骤: 四、浸渍法 4、干燥和焙烧对活性组份在颗粒中分布的影响(1)干燥速度          过慢:活性组份浓集于孔底          过快:大部分结晶浓集于孔口          适中:活性组份在孔壁均匀分布          孔径不一,通过试验确定2)焙烧          活性组分盐分解,变成金属氧化物;          固定活性组分(固态反应)-活性组分与载体表面的强相互作用;          活性组分向载体体相渗透和向表面扩散          焙烧温度:300~800C  五、活化 活化-通过还原或硫化使催化剂活性组份由金属氧化物变为金属态或硫化态还原-在一定温度和还原性气体存在下进行            还原气体:氢气、一氧化碳、烃类、氮气-氢气、合成气,配入水蒸气            条件:温度、压力、空速、气体组成硫化-在一定温度、氢气、硫化剂存在下进行            Co-Mo/Al2O3和Ni-Mo/Al2O3催化剂            硫化剂: H2S、CS2、二甲基二硫、含硫原料油还原和硫化过程:        可以在催化剂厂专门的装置中进行,也可以在催化剂使用的加氢反应器中进行。

              强放热反应,温度控制重要             五、活化加氢精制催化剂的硫化加氢精制催化剂的硫化 预硫化反应预硫化反应: 五、活化加氢精制催化剂的预硫化 注意: (1)具有催化活性的是低价金属硫化物(2)预硫化过程是还原-硫化反应,氧的取代和金属离子的还原是同时、逐步进行的(3)硫化方法:器内预硫化(in situ)                    湿法预硫化:直馏煤油+CS2(二甲基二硫等)                    干法预硫化:H2+H2S (4)强放热反应,温度的控制:逐步升温硫化新进展:硫化态的精制催化剂(器外ex situ 预硫化技术)               (1)预硫化催化剂+保护剂               (2)催化剂预处理+预硫化剂+保护剂                         国内:石科院、抚顺院、石油大学   正在研究                         国外:Eurecat、CRI、TRI、埃勒夫   已工业化   五、活化1、煅烧温度对还原的影响例子:NiO/Al2O3催化剂(共沉淀法制备) 煅烧温度提高,镍铝尖晶石NiAl2O4生成量增加,还原程度降低。

      五、活化2、还原温度的影响例子:NiO/Al2O3催化剂 还原过程:(1)表面镍离子的还原(2)镍原子成核生成微晶成核-表面扩散过程;取决于镍原子的表面可动性还原和成核的相对速度,决定生成微晶的大小和分布 五、活化温度对NiO/Al2O3催化剂还原度和微晶晶粒大小分布的影响 第四节 熔融与浸取 热熔融:在高温条件下将催化剂组分熔炼成为均匀分布的混合物,即:氧化物固溶体或合金固溶体固溶体:几种固体成分相互扩散所得到的及其均匀的混合体,也称固体溶液浸取:用液体物质(酸或碱)浸出固溶体中某一组份的方法获得多孔固体催化剂 1、熔铁催化剂 1、熔铁催化剂 合成氨过程催化剂 活性组份:四氧化三铁 组成:Fe2O3 66%                   FeO  31%                   K2O  1%                   Al2O3  1.8%       制备方法:熔炼法 1、熔铁催化剂 制备方法:熔炼法 2、骨架催化剂 骨架催化剂:    1925年,M.Raney熔炼Ni-Si合金,再用NaOH溶液溶出Si组份,制备出多孔、海绵状骨架镍催化剂,具有很高的加氢活性。

          1927年,通过Ni-Al合金制得骨架镍催化剂    骨架镍:Raney Ni,雷尼镍                     Raney Co, Raney Cu, Raney Fe, Ag, Cr, Mn     特点:低温活性高,无污染    应用:食品(油脂加氢)、医药等精细化工过程制备方法:2个阶段        (1)合金制备-高温熔炼法        (2)铝的浸出-沥滤法或浸取法 2、骨架催化剂 骨架镍催化剂:        Ni-Al合金组成:Ni 42~50%                                      Al 50~58%                                      Cr 1~2%                                      Mo 0.5~1%                                      Fe <0.5%       性状:  粉末,200目                   颗粒,2~5mm       浸取:1.3~1.5倍NaOH, 制成20%溶液                   50~60C ,搅拌,30~100min                   水洗至中性 2、骨架催化剂 骨架镍催化剂制备步骤: 3、特殊类型的催化剂 (1)混合氧化物:两种氧化物或盐的机械混合物。

      2)粘结的氧化物:使用陶质粘结剂,高机械强度、高温催化剂如:甲烷水蒸汽转换催化剂3)金属网:铂网和银网(4)蜂窝结构的整体催化剂:          汽车尾气催化转化催化剂(三元催化剂)          陶质蜂窝结构的整体载体          直径<0.1mm的相互连通的平行的孔道          材料:堇青石(Cordierite), 2MgO-2Al2O3 -5SiO2                      富铝红柱石(Mullite)                      -Al2O3           涂覆层:-Al2O3           活性组份:Pt, Pt-Pd, Pt-Ti-V 第五节 催化剂成型 一、压片: 催化剂或载体粉料在压片机上压制成片状颗粒压缩成型示意图 一、压片旋转压片机动作示意图 一、压片滚动式压片机动作示意图 一、压片压片成型过程的影响因素:     成型压力:100~1000MPa     催化剂颗粒:外径 3~10mm     压缩成型过程的变化:        压力提高,        抗压强度提高        比表面积变小        孔径分布平均化添加剂:        塑化剂和润滑剂:滑石粉、石墨、硬脂酸        扩孔剂:纤维、淀粉(田菁粉) 二、挤条1、原理:        塑性好的泥状物料如含水的铝胶、硅藻土、盐类和氢氧化物,利用活塞或螺杆在一定压力下(1~10MPa)使物料从具有一定直径(1~5mm)的模具(多孔板)挤出,并切割成一定长度(3~8mm)的条形圆柱体(环柱体、异形截面柱体)。

            粉状物料:          加薄膜粘结剂,水、乙醇、磷酸、稀硝酸、聚乙烯醇等          润滑和造孔剂,田菁粉、聚丙烯酰胺、石墨、石蜡          粘结和强度剂,水泥、硅溶胶、铝溶胶 二、挤条螺杆挤条机示意图 三、成球原料:胶凝速度快的水凝胶(铝溶胶、硅溶胶、硅酸铝熔胶)可以制成小球状颗粒方法:柱管法(油中滴落法)            转转盘法用途:移动床和沸腾床反应用的球形催化剂            例如:连续重整工艺用的催化剂 三、成球柱管法制球示意图 三、成球旋转盘法制球示意图 四、喷雾成型                                               喷雾干燥法生产粉状催化剂示意图喷雾成型:水凝胶经喷雾干燥法可以生成粉状(20~300m)和微球(~1.0mm以下)催化剂用途:流化床和浆态床反应器 五、成型过程的助剂粘结剂和润滑剂:为便于成型、提高催化剂强度和降低摩擦力粘结剂的作用:        便于成型        提高催化剂强度润滑剂的作用:        降低模具与物料的摩擦力        有助于成型        提高颗粒表面光洁度        造孔 五、成型过程的助剂粘结剂分类和举例基本粘结剂薄膜粘结剂化学粘结剂沥青水泥棕榈蜡石蜡粘土干淀粉树脂聚乙烯醇水水玻璃树脂,动物胶硝酸,醋酸,柠檬酸淀粉(田菁粉)皂土糊精糖蜜Ca(OH)2 + CO2Ca(OH)2 +糖蜜MgO + MgCl2水玻璃+ MgCl2水玻璃 + CO2铝溶胶硅溶胶 五、成型过程的助剂成型润滑剂分类和举例液体润滑剂固体润滑剂水润滑油甘油油-水乳状液硅树脂(硅油)聚丙烯酰胺滑石粉石墨硬脂酸硬脂酸盐二硫化钼石蜡 第六节 催化剂工业制造 一、放大效应二、连续的单元操作三、节能和环保四、生产灵活性五、技术保密 一、放大效应1、实验室制备方法与过程的重复性 剔除人为因素和偶然因素 确保方法的可靠性和重复性2、放大效应 (1)控制条件的一致性 配料比、物料的均匀性、温度、浓度、pH值的准确与一致性 (2)工业原料中杂质的影响 (3)单元操作的可实现性 沉淀、过滤、干燥、焙烧的温度和浓度梯度 二、连续的单元操作1、可连续的操作 过滤、干燥、煅烧和成型2、间歇或半间歇操作 沉淀、沉积(活性组分的负载) 连续吸附或浸渍:传送带或吊篮 催化剂制造中的单元操作制备步骤设备制备步骤设备沉淀罐喷射器干燥旋转窑流化床喷雾干燥塔过滤(洗涤)压滤机转筛离心机煅烧空气压缩机方箱炉旋转窑流化床干燥浅盘烘箱空气压缩机转动带成型压片机挤条机造粒塔造粒机 三、催化剂制造过程举例沉淀法制造催化剂的生产线示意图 。

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