12-11非骨架元素对分子筛裂化催化剂性能的调变作用
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催化裂化催化剂
根据实际生产经验，适当的细粉(﹤40μ)含量可以改善流化质量， 降低催化剂损耗，提高再生效率。一般平衡催化剂中<40μ细粉的含 量以10—20%为宜。细粉过高会增加催化剂的损失量。
一般再生烟气带出的催化剂中，70.5%是﹤20μ的，28.6%是20— 40μ的，即损失的催化剂大部分是细粉。
机械强度 为了避免在生产过程中催化剂过度粉碎以保证良好的流化质量和
催化裂化工艺---催化裂化催化剂
大家知道催化剂是通过改变反应历程，降低反应的活化能，从 而提高反应速度，另外催化剂还有选择性，它可以促进目的产物反应 速度的提高。
催化剂的作用是促进化学反应，从而提高反应氢的处理量。催化 剂还能对产品的产率分布及质量的好坏起重要作用。
例如：在450—500℃及常压的条件下，从热力学的角度来判断， 烃类可以进行分解、芳构化、异构化、氢转移等反应，但是有些反应 如异构化、氢转移等反应速度很慢，在工业上是没有实际意义的。
催化剂的表面是化学反应的场所。 在生产过程中，由于高温及水蒸气的作用，小孔径的微孔遭到破 坏，平均孔径增大而比表面积减小，这种现象叫老化
④硅酸铝催化剂的酸性
在催化剂的表面，Al, O, Si 组成AL:O: Si的结构(b )。
由于AL:O键趋向正电荷较强 Si，使Al带有正电性，即为非质 子酸。
热裂化 催化裂化
反应机理 自由基 正碳离子
活化能 210—293KJ/mol 42——125KJ/mol
一、催化裂化催化剂的组成和结构 工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类：
一类是无定型的硅酸铝，其中包括天然活性白土、合成普通 （低铝）硅酸铝。另一类是结晶型硅酸铝，又称分子筛催化剂。
1、天然白土催化剂 白土催化剂是经过酸化处理的天然白土也叫活性白土。它的主要
一般再生烟气带出的催化剂中，70.5%是﹤20μ的，28.6%是20— 40μ的，即损失的催化剂大部分是细粉。
机械强度 为了避免在生产过程中催化剂过度粉碎以保证良好的流化质量和
催化裂化工艺---催化裂化催化剂
大家知道催化剂是通过改变反应历程，降低反应的活化能，从 而提高反应速度，另外催化剂还有选择性，它可以促进目的产物反应 速度的提高。
催化剂的作用是促进化学反应，从而提高反应氢的处理量。催化 剂还能对产品的产率分布及质量的好坏起重要作用。
例如：在450—500℃及常压的条件下，从热力学的角度来判断， 烃类可以进行分解、芳构化、异构化、氢转移等反应，但是有些反应 如异构化、氢转移等反应速度很慢，在工业上是没有实际意义的。
催化剂的表面是化学反应的场所。 在生产过程中，由于高温及水蒸气的作用，小孔径的微孔遭到破 坏，平均孔径增大而比表面积减小，这种现象叫老化
④硅酸铝催化剂的酸性
在催化剂的表面，Al, O, Si 组成AL:O: Si的结构(b )。
由于AL:O键趋向正电荷较强 Si，使Al带有正电性，即为非质 子酸。
热裂化 催化裂化
反应机理 自由基 正碳离子
活化能 210—293KJ/mol 42——125KJ/mol
一、催化裂化催化剂的组成和结构 工业上广泛使用的裂化催化剂可分为两大类：
一类是无定型的硅酸铝，其中包括天然活性白土、合成普通 （低铝）硅酸铝。另一类是结晶型硅酸铝，又称分子筛催化剂。
1、天然白土催化剂 白土催化剂是经过酸化处理的天然白土也叫活性白土。它的主要
催化原理
催化原理专业：化学工程与技术姓名：苑桂金学号：2013037一．分子筛催化剂分子筛催化剂又称沸石催化剂。
指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催化剂。
分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并有良好的热稳定性和水热稳定性，可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。
应用最广的有X型、Y 型、丝光沸石、ZSM-5等类型的分子筛。
工业上用量最大的是分子筛裂化催化剂。
分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均匀的孔隙结构。
分子筛中含有大量的结晶水，加热时可汽化除去，故又称沸石。
自然界存在的常称沸石，人工合成的称为分子筛。
它们的化学组成可表示为Mx/n[(AlO2)x·(SiO2)y] ·ZH2O 式中M是金属阳离子，n是它的价数，x是AlO2的分子数，y是SiO2分子数，Z是水分子数，因为AlO2带负电荷，金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。
当金属离子的化合价n = 1时，M的原子数等于Al的原子数；若n = 2，M的原子数为Al原子数的一半。
常用的分子筛主要有：方钠型沸石，如A型分子筛；八面型沸石，如X-型，Y-型分子筛；丝光型沸石（-M型）；高硅型沸石，如ZSM-5等。
分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性，且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的，也属于固体酸类。
近20年来在工业上得到了广泛应用，尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。
二．分子筛催化剂分类2.1 ZSM-5 分子筛催化剂ZSM-5 分子筛是 MFI 结构的分子筛，（硅铝比≥ 20），骨架结构由五元环组成，具有耐热性、耐酸性、疏水性和较高的水热稳定性，孔道交叉，孔径在0.52 ～ 0.56 nm 之间，催化反应性能优异[20]。
ZSM-5 分子筛催化剂可用于烷烃的芳构化、异构化、催化氧化、裂化及脱硫反应。
近年来，主要利用其酸碱特性进行甲醇转化为烃类和低碳烷烃脱氢反应。
张玲玲等考察了纳米与非纳米 ZSM-5 分子筛在甲苯烷基化、二甲苯异构化反应的催化性能，结果表明：纳米 ZSM-5 催化剂表面存在更多的酸量，使得催化裂化活性与氢转移活性相对较高。
分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种特殊的多孔材料，具有大量的微孔和介孔结构。
它由无机氧化物或有机聚合物通过水热合成或溶胶凝胶法得到。
分子筛催化剂通常用于催化汽车尾气净化、石油炼制以及化工生产等领域。
本文将详细介绍分子筛催化剂的种类和催化作用。
首先，根据中心原子的类型，分子筛催化剂可以分为铝硅分子筛、钛硅分子筛、锡硅分子筛、锗硅分子筛等。
其中，铝硅分子筛是最常见的一种，由氧化铝和硅酸盐结合而成。
铝硅分子筛具有很高的比表面积和孔容，可以提供丰富的催化活性点和通道结构，因此被广泛用于催化剂制备领域。
根据孔道尺寸和形状的不同，分子筛催化剂可以分为分子筛A、分子筛X、分子筛Y、ZSM-5等。
分子筛A是一种六方晶系的微孔催化剂，具有较大的孔道直径（约为0.4纳米），广泛应用于干燥、脱水和分离等工艺。
分子筛X和Y是两种多孔晶体，具有较小的孔道直径（约为0.9纳米），可以用作干燥剂、吸附剂和催化剂。
ZSM-5是一种高硅铝比的中孔分子筛，具有较窄的孔道直径（约为0.5纳米），广泛用于催化裂化、异构化和芳烃转化等反应。
分子筛催化剂主要通过吸附作用和酸碱性质来催化化学反应。
吸附作用是指分子筛催化剂表面对反应物分子的吸附能力。
由于分子筛催化剂具有大量的微孔和介孔结构，可以吸附大量的反应物分子，增加反应物分子与催化剂表面的接触面积，从而提高反应速率。
另外，分子筛催化剂还具有特殊的酸碱性质。
酸性分子筛催化剂通常由酸性中心原子如铝或硅构成，可以吸附碱性分子，使其发生化学反应。
碱性分子筛催化剂则是由碱性中心原子如锡、钠等构成，可以吸附酸性分子，促进其发生反应。
酸性和碱性的反应通常发生在分子筛催化剂表面的活性点上，例如孔道入口、酸性和碱性中心等位置。
分子筛催化剂具有广泛的应用领域。
在汽车尾气净化中，铝硅分子筛可以去除尾气中的氮氧化物和碳氢化合物，减少空气污染。
在石油炼制中，ZSM-5可以将碳氢化合物转化为高附加值的烃类产品，提高能源利用效率。
分子筛骨架负电荷位点
分子筛是一种具有三维空间格架的晶体，通常由一种或多种金属离子或原子所形成的晶格。
在分子筛中，骨架是由阳离子和阴离子（如氢离子）形成的离子键结构，这些离子键结构在三维空间中形成了一个骨架。
骨架中的离子键结构可以产生一些特殊的性质，如吸附、分离、催化等。
分子筛骨架中的负电荷位点是骨架中重要的组成部分，它们在分子筛的吸附和催化等性质中起着关键的作用。
这些负电荷位点是由骨架中的阳离子空位产生的，阳离子空位可以被电子或者中性原子填充，从而产生负电荷位点。
这些负电荷位点的数量和位置在很大程度上决定了分子筛的物理性质和化学性质。
负电荷位点对于分子筛的功能和应用具有重要的意义。
首先，负电荷位点可以吸附和稳定分子，使得分子能够被有效地吸附和分离。
其次，负电荷位点可以作为催化剂的活性中心，促进化学反应的发生和进行。
此外，负电荷位点还可以通过静电相互作用与一些特定的分子相互作用，从而改变分子的化学性质和反应路径。
在某些特定的分子筛中，负电荷位点的数量和位置对于其功能和应用具有决定性的影响。
例如，介孔分子筛MFI（均苯型）中的负电荷位点数量较多，可以有效地吸附和稳定有机分子，因此在有机合成和分离领域具有广泛的应用。
而ZSM-5分子筛中的负电荷位点数量较少，但其特定的位置和性质可以使其作为催化剂时具有优异的性能，如在烷烃异构化反应中表现出优异的催化效果。
总的来说，分子筛骨架中的负电荷位点对于其功能和应用具有重要的影响。
这些负电荷位点可以通过吸附、催化等作用实现分子的有效分离和转化，同时也可以作为催化剂的活性中心促进化学反应的发生和进行。
随着科学技术的不断发展和分子筛应用领域的不断拓展，对于分子筛骨架中负电荷位点的研究将会越来越深入，这将有助于我们更好地理解和应用这些具有特殊性质的晶体材料。
第四章分子筛催化剂及其催化作用
第四章分子筛催化剂及其催化作用本章主要内容：分子筛的结构分子筛晶胞化学组成表示方法分子筛的几级结构层次几种常见沸石分子筛的结构分子筛催化剂的催化性能与调变分子筛酸中心的形成与酸催化反应分子筛催化剂的择形催化性质分子筛催化剂的其它类型催化反应(双功能催化反应和氧化反应等)引言一类具有均匀孔隙(道)结构的结晶性材料。
孔道尺寸与分子直径大小相当，能在分子水平上筛分物质，又称为分子筛。
分子筛结构中含有大量的结晶出0分子，加热时可汽化除去，分子筛又称为沸石。
通常自然界存在的常称为沸石，人工合成的常称为分子筛，有时也称为沸石分子筛。
硅铝酸盐分子筛晶胞化学组成表示式分子筛多为结晶硅铝酸盐，其晶胞化学组成式可表示为：M 2/n O <AbO3 *xSiO2 * yH20式中，M-金属阳离子，女口Na+、K+、Ca2^，人工合成时通常为Na+。
分子筛结构中Si和Al的价数不同，造成的电荷不平衡必须由金属阳离子来平衡。
n为金属阳离子的价数，若n=1，M的原子数=Al原子数；n=2时，M原子数为Al原子数的一半。
x为SiO2的分子数，也可称Si02/Al203的摩尔比，俗称硅铝比；硅铝比是分子筛的一个重要指标，硅铝比不同，分子筛的性质也不同。
y为结构中结晶H2O分子数目。
分子筛的晶胞化学组成式也可用下式表示M p/n[(AI02)p (SiO2)q] y H20式中p为铝氧四面体的数目，q为硅氧四面体的数目。
每个铝原子和硅原子平均都有两个氧原子。
常用的沸石分子筛类型已发现天然沸石有40多种，人工合成的沸石分子筛已达200多种。
常用到的沸石分子筛类型有方钠型沸石，如A型分子筛八面型沸石，如X-型、丫型分子筛丝光型沸石高硅型沸石，如ZSM-5等由于分子筛在各种不同反应中，能提供很高的活性和不同寻常的选择性，在炼油和石油化工中，分子筛催化剂占有重要地位。
各种分子筛名称的由来起初分子筛没有系统命名规则。
有用研究者第一次发表提出的一个或者几个字母来命名。
Y型分子筛改性研究进展
1551 引言作为一种新型化工材料，沸石分子筛近些年来发展迅速，应用也越来越广泛。
常用的沸石分子筛包括A型、X型、Y型、SAPO-34、SSZ-13、丝光沸石、ZSM-5等。
沸石分子筛具有分子大小、均匀规整的孔道结构，酸性可调和比表面积大的优点，故其具有良好的择形催化作用，在新材料合成、石油化工和催化化学工业等方面应用广泛[1-4]。
Y型分子筛是一种具有优异热稳定性和催化活性的八面型（FAU）沸石，已被广泛应用于石油炼制行业，主要用作催化裂化过程（FCC）的催化剂，直接影响该过程的产品质量[5-6]。
Y型分子筛的人工合成是开始于合成NaY分子筛，NaY分子筛的单位晶胞由八个方钠笼组成，而单位晶胞由192个硅氧四面体和铝氧四面体构成，NaY分子筛典型晶胞组成为Na 56[Al 56Si 136O 384]·264H 2O。
由于NaY 分子筛含有较多Na +致使高温下分子筛结构易遭破坏，除阳离子的种类之外，硅铝元素的比例及材料的结构等因素均影响Y型分子筛的活性，因此需要通过一系列方法改性处理使其具有更好的吸附、催化等性能。
改性方法主要包括离子交换改性（利用其他元素与Na +交换改性）和脱铝改性（水热或化学法脱铝）[7]。
本文介绍了关于Y型分子筛改性的不同方法，综述了其相关研究进展和改性结果，为今后的研究提供一些参考和借鉴。
图1 Y型分子筛改性方法1.1 Y 型分子筛沸石是一种多孔的晶体硅铝酸盐，化学组成式为：M 2/n O·Al 2O 3·xSiO 2·yH 2O（M代表金属阳离子，n代表阳离子的电价；x，y分别表示相应SiO 2和H 2O的物质的量）。
它具有一定均匀的空腔和孔道，在脱水之后，可以使不同分子大小的物质通过或不通过，起到筛选不同分子物质的作用，故又称“分子筛”。
沸石分子筛具有孔径在分子尺寸范围内的定义明确的微孔结构和孔隙，这些都是沸石成功应用于炼油、石油化工、精细化工和特种化工等不同领域的关键因素。
Ni／SAPO-11分子筛催化剂的制备与异构化性能研究
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将 拟薄 水 铝石加 入 到磷 酸 和水 的混 合物 中 ， ５℃ 在３ 下均匀 搅拌４ｈＬ后 ， 加 入 模 板 剂 ， 后 立 即加 入 ： 再 然
硅 溶胶 ， 节 ｐ 调 Ｈ值 至 ３ ５— ． ． ６ ０之后 ， 续搅 拌２ｈ 继 ， 直到搅 拌 成凝 胶 ， 入 不 锈 钢 高 压 反 应 釜 中 密 封 ， 装 于１ ０ｏ 下 恒温 晶化 ２ 。待 晶化 完 全 ， 物 过 滤 ， ９ Ｃ ４ｈ 产 用蒸馏 水洗 至 ｐ Ｈ值 不变 ， ｌ ｌＯ℃ 干燥 箱 中干 燥２ｈ ，
第１卷 １
第２ ８期
２１ 年 １ ０ １ ０月
科
学
技
术
与
工
程 Βιβλιοθήκη Ｖｏ．１ Ｎｏ ２８ ０ｃ ． ２ １ １ ． ｔ ０１１
１７ — １１ ２ １ ２ －８ ７０ ６１ ８ ５（ ０ １） ８ ６ ８ — ６
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｇ ｉｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｎ ｉｅ ｒｎ
１ 实验 部分
１ １ 试 剂与 仪器 ．
表 １ 实验 药 品 的 来 源 以 及 级 别
Ｐ — １ 分 子筛 属 中孔分 子筛 ， ０ １ 具有 二维 的非 交 叉 的
１ 环 椭 圆 型孔 ， 径 为 ０ ３ ｍ ×０ ６ ｍ， 化 ０元 孔 ．９ｎ ．４ｎ 物 性 质类 似于 硅铝 沸石 ， 而且 又具 有 某 些 磷 铝 酸盐 分
１ ２ 催化 剂 的制备 ．
１２ １ Ｓ Ｐ 一 １ ． ． Ａ Ｏ １分 子 筛的制 备
第一作 者简介 ： 成军 （ ９ １ 孙 １ ７ 一）， ， 士研究生 ， 究方 向 ： 男 硕 研 天然
最新工业催化原理—作业汇总（含答案）
最新⼯业催化原理—作业汇总（含答案）第⼀章催化剂与催化作⽤基本知识1、简述催化剂的三个基本特征。
答：①催化剂存在与否不影响△Gθ的数值，只能加速⼀个热⼒学上允许的化学反应达到化学平衡状态⽽不能改变化学平衡；②催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程，降低反应活化能得以实现的；③催化剂对加速反应具有选择性。
2、1-丁烯氧化脱氢制丁⼆烯所⽤催化剂为MoO3/BiO3混合氧化物，反应由下列各步组成（1）CH3-CH2-CH=CH2+2Mo6++O2-→CH2=CH-CH=CH2+2Mo5++H20（2）2Bi3++2Mo5+→2Bi2++2Mo6+（3）2Bi2++1/202→2Bi3++02-总反应为CH3-CH2-CH=CH2+1/202→CH2=CH-CH=CH2+H20试画出催化循环图。
CH3-CH22Bi3、合成氨催化剂中含有Fe3O4、Al2O3和K20，解释催化剂各组成部分的作⽤。
答：Fe3O4：主催化剂，催化剂的主要组成，起催化作⽤的根本性物质Al2O3：构型助催化剂，减缓微晶增长速度，使催化剂寿命长达数年K20：调变型助催化剂，使铁催化剂逸出功降低，使其活性提⾼第⼆章催化剂的表⾯吸附和孔内扩散1、若混合⽓体A和B2在表⾯上发⽣竞争吸附，其中A为单活性吸附，B2为解离吸附：A+B2+3*→A*+2B*,A 和B2的⽓相分压分别为p A和p B。
吸附平衡常数为k A和k B。
求吸附达到平衡后A的覆盖率θA和B的覆盖率θB。
解：对于⽓体A：吸附速率v aA=k aA P A(1—θA—θB) ；脱附速率v dA=k dAθA平衡时：v aA=v dA，即θA=（k aA/k dA）P A（1—θA—θB）=k A·k B（1—θA—θB）对于⽓体B：吸附速率v aB=k aB P B(1—θA—θB)2；脱附速率v dB=k dBθB2平衡时：v aB=v dB ，即θB2= k B P B(1—θA—θB)2。