工业催化剂的制备课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,工业催化剂的制备,常见工业催化剂制造方法,工业催化剂制造的单元设备,制备工业催化剂需开展的工作,工业催化剂研制的实例,主要内容,常用的固体催化剂制造方法,制造方法,举例,（共）沉淀,Sedimento,水合氧化物，如氢氧化铁等的制备,xido hidratado,，,como Hidrxido de hierro,水热法,Hidrotermal,分子筛合成,Sntesis por Tamiz molecular,浸渍法,Inmersin,金属组分负载到金属氧化物载体,Al,2,O,3,或,SiO,2,等载体上,Componente metal a media de,xido de metal,como,Al,2,O,3,SiO,2,混合法,Mezcla,氧化铁,-,氧化铬,CO,变换催化剂的制备,xidode hierro-xidode cromo para transformacin de CO,熔融法,Fusin,合成氨的铁催化剂的制备,Fe para,amoniaco,溶胶,-,凝胶法,sol-gel,复合氧化物的制备,xidomixto,沥滤法,Mtodo de lixiviacin,雷尼镍催化剂的制备,Raneynquel,金属盐,Sales metlicas,化学法或物理法沉淀,sedimento,沉淀,Sedimento,过滤,Filtro,滤饼,Torta,干燥,Secado,成型,formacin,成型前体,Semiterminado,焙烧,Asar,催化剂,Catalizador,干粉,Polvo,活性相,Activa fase,催化剂,Catalizador,焙烧,Asar,成型,formacin,1.,沉淀与共沉淀法制备流程,一、沉淀法与共沉淀法,2025/9/18 周四,1.1,沉淀过程和沉淀剂的选择,在沉淀过程中采用什么沉淀反应，选择什么样的沉淀剂，是沉淀工艺首先要考虑的问题。,同一催化剂可以从不同的原料开始制造，如镍,nquel,，可以制成,Ni(OH),2,沉淀或,NiCO,3,沉淀；,同一种离子可以以正离子,on,状态存在，也可以以负离子状态存在，如,Cr,3+,与,CrO,4,。,原料形态的选择应根据生产过程特点加以选择。,2025/9/18 周四,选择沉淀剂应满足下列技术和经济要求,生产中常用的沉淀剂,precipitante,有：,碱,lcali,类（,NH,3,H,2,O,、,NaOH,、,KOH,）；,碳酸盐,Sal,de cido carbnico,（,Na,2,CO,3,、,(NH,4,),2,CO,3,、,CO,2,）；,有机酸,cidos orgnicos,（乙酸、草酸）等。,其中最常用的是,NH,3,H,2,O,和,(NH,4,),2,CO,3,。,沉淀剂的溶解度,Solubilidad,要大，形成的沉淀物,Precipitado,溶解度要小,形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。,沉淀剂必须无毒,Notxico,，不应造成环境污染。,溶液饱和度,Saturacin,对晶核生成、长大速度的影响,1.4,影响沉淀法制备样品性质的因素,温度对晶核生成速度的影响,pH,值对氧化铝性质的影响,aguja,2025/9/18 周四,加料顺序不同，直接影响沉淀过程中的,pH,值，因而对沉淀物的性能也会有很大的影响。,加料顺序有：,顺加法,把沉淀剂加到金属盐溶液中。,逆加法,Inversa,把金属盐溶液加到沉淀剂中称为逆加法。,并加法,把金属盐溶液和沉淀剂同时按比例加到,中和沉淀槽中。,加料顺序对沉淀过程的影响,2025/9/18 周四,搅拌加强溶液的湍动，减小扩散层厚度,、加大扩散系数,D,。,搅拌有利于晶粒长大，同时促进晶核的生成，但对后者的影响微弱。,随着搅拌速度的提高，开始时急剧增加；,当达到一极值后，再继续提高搅拌速度时，晶粒长大速度就基本不变。,搅拌强度对产物性质的影响,助剂对沉淀物性质的影响,所谓添加剂是沉淀过程中非必须存在的物质，但可能强化沉淀过程或最终产品的性质。,最广泛使用的助剂是有机物，它们可能控制孔的形成。,例如在中孔,SiO,2,或,SiO,2,-Al,2,O,3,(MCM-41),的自组装表面活性剂，如十六烷基三甲基胺。,Cetil,trimetil,amina,2.,沉淀物的老化,沉淀反应终了后，将沉淀物与溶液在一定条件下接触一段时间，（在这段时间内发生一些不可逆变化），称为沉淀物的老化。,Envejecimiento,老化阶段的变化（或作用）：,颗粒,partculas,长大,晶型完善及晶型转化,凝胶,Gel,的脱水收缩,Sinresis,3.,沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧,一般地说，杂质的存在形式可能为：,机械地掺杂于沉淀中；,粘着于沉淀的表面；,adherir,吸附于沉淀的表面；,adsorber,包藏于沉淀内部；,成为沉淀中的化学组成之一。,3.1,过滤与洗涤,各种杂质的清除难易程度随上述顺序越来越难，前三种可用洗涤方法除去，后两种不能洗涤除去。,为了减少包藏性杂质，要求原料溶液的浓度较低，在沉淀过程中进行充分搅拌。,为了避免第五种形态的杂质，要求慎重地选择沉淀反应。,3.2,干燥,干燥是固体物料的脱水过程，通常在,60200,下的空气中进行，一般对化学结构没有影响，但对催化剂的物理结构，特别是孔结构及机械强度会产生影响。,焙烧是使催化剂具有活性的重要步骤，在焙烧过程中既发生化学变化也发生物理变化。焙烧有三个作用：,除去化学结合水和挥发性物质（,CO,2,、,NO,2,、,NH,3,等），使之转化成所需的化学成分和化学形态。气体逸出后在催化剂中留下空隙，使内表面增加。,3.3,焙烧,通过控制焙烧温度，使基体物料向一定晶型或固溶体转变。,在一定的气氛和温度条件下，通过再结晶与烧结过程，控制微晶粒的数目与晶粒大小，从而控制催化剂的孔径和比表面等，控制其初活性，还可以提高机械强度。,(bayerite),nordstrandite,gibbsite,Pseudo-boehmite,hidrxido de aluminio,4.,沉淀法制备催化剂的案例分析,活性,Al,2,O,3,的制备,酸中和法生产,-Al,2,O,3,的 碱中和法生产,-Al,2,O,3,的,流程示意图 流程示意图,aluminato de sodio parcial,Amoniaco,neutralizacin,中和沉淀温度对氧化铝性质的影响,中和温度,/,50,60,70,80,孔分布,050,50200,200327,44.0,35.1,30.1,27.6,47.3,45.6,50.4,51.0,8.7,19.3,19.5,21.4,比表面积,/m,2,g,1,227,265,253,257,BET,孔容,/ml,g,1,0.495,0.667,0.777,0.766,平均孔径,/,43.6,50.4,61.5,60.5,老化时间对氧化铝性质的影响（氨水中和硫酸铝）,老化,时间,/h,表面积,/m,2,g,1,X,衍射图,0,81.3,23.2,10,三水氧化铝,洗涤过程,高,pH,有利于,SO,4,2-,的除去，不利于,Na,+,三高一低洗涤,挤条成型,干胶粉,水,稀硝酸,助挤剂,混合,混捏,挤出,干燥焙烧,干粉的性质,物料的配方,湿含量（孔体积、堆密度、强度）,助挤剂：田菁粉,混捏方式、强度、时间,孔体积、孔分布、堆密度,挤出设备型式,双螺杆挤条机,59,钼镍磷浸渍液的配制,文献方法：,三氧化钼加入到鳞酸中，溶解后再加入碱式碳酸镍；或先,将碱式碳酸镍加入到磷酸中，溶解后再加入三氧化钼。时,间长，要求磷酸过量，影响活性,配制的影响因素：,三氧化钼性质：钼酸铵的性质和焙烧条件,加料的顺序,升温条件、,PH,值,P/MoO,3,MoO,3,/NiO,比，绘制可配制区图,找到半小时配制好透明钼镍磷浸渍液的方法,三、催化剂的研制,浸渍时放热升温，浸蚀载体，先用水处理载体,研究总金属含量，,Ni/Mo,比对催化剂脱氮性能的,影响,干燥和活化条件,研制成功,1,号,Mo-Ni-P,催化剂、,2,号,Mo-Ni-P,催化,剂，性能达到国外同类产品水平,四、催化剂的工业试生产,前几批载体,SO,4,2-,含量不合格,改变洗涤：将“一碱三水一酸”工艺改为“一碱四水”,洗涤工艺,烟道气硫污染，进行燃料脱硫,干胶性质的波动，改变配料比和碾压条件,试生产证明：,工艺流程和条件可行,挤条成型提高生产能力和维修费用,钼镍磷浸渍液储存稳定、回调再用,SO,4,2-,洗涤比预计困难得多,五、工业运转,催化剂,原料油碱氮,反应温度,空速,氢油比,精制油碱氮,脱氮率,脱硫率,片状钼镍磷,460ppm,320-330,0.78,_,150ppm,66.3,_1,号催化剂,600ppm,320-345,1.61,530,160ppm,73.3,96.7,2,号催化剂,630ppm,320-353,1.35,740,50ppm,92,99.9,加氢精制,/,裂化催化剂,涉及反应：碳,-,硫、碳,-,氮、碳,-,氧、碳金属键断裂,加氢活性组份,加氢饱和,加氢脱硫,加氢脱氮,加氢裂化,Pt,PdNiW-NiMo-NiMo-CoW-Co,Mo-CoMo-NiW-NiW-Co,W-NiMo-NiMo-CoW-Co,Pt,，,PdW-NiMo-NiMo-CoW-Co,加氢精制载体：,r-Al,2,O,3,（弱酸性）,铝酸钠用强酸（硝酸等）或强酸的铝盐（硫酸铝等）中和,氯化铝用氨水（或能产生氨的母体）中和,烷基铝水解,偏铝酸钠法用,CO,2,中和,加氢裂化载体：,r-Al2O3,（较强酸性）,裂化组元：分子筛,加氢精制载体氧化铝制备,铝酸钠,/,硫酸铝法,成本低,在缓和条件下可制备大孔氧化铝,氯化铝用氨水中和,用混合铵液（氨水,+,碳酸氢铵）,硅铝溶胶用氨水中和,三氯化铝,+,酸化水玻璃,一般加氢精制催化剂要求高表面积的氧化铝，,比表面积可高到,200,400m,2,/g,，,孔体积在,0.5-1.0cm,3,/g,之间。,谢谢大家！,