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分子篩的催化性能

日期:2016年09月07日 | 08:10 作者：河南銘澤科技 瀏覽:

分子篩的催化性能
    分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu),孔徑的大小與通常分子相當(dāng);它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負電荷的陽離子，可進行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體，然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài);同時分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì),使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑,而且成為有效的催化劑和催化劑載體。
    分子篩是一種固體酸，它在許多酸催化反應(yīng)中，能夠提供很高的熱穩(wěn)定性，催化活性和選擇性，在煉油和石油化工工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。例如，催化裂化、加氫裂解、異構(gòu)化、重整、歧化和烷基轉(zhuǎn)移等反應(yīng)。

    分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu)，很大的表面積，且表面極性很高，分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為良好的催化劑和催化載體。在沸石分子篩結(jié)構(gòu)內(nèi)部進行催化反應(yīng)，始于20世紀50年代后期Mobil公司的實驗室。該發(fā)現(xiàn)標志著分子篩研究的開端。由于分子篩結(jié)構(gòu)中有均勻的小內(nèi)孔，催化劑反應(yīng)的選擇性常取決于分子與孔徑的大小。這種選擇性稱為擇形催化選擇性。擇形選擇催化共有四種不同的形式。
1、反應(yīng)物的擇形催化反應(yīng)混合物中的某些能反應(yīng)的分子，只有直徑小于內(nèi)孔徑的分子才能進入內(nèi)孔，在催化劑部位進行催化反應(yīng)。反應(yīng)物的擇形催化在煉油工業(yè)中已獲得多方面的應(yīng)用，油品分子篩脫蠟，重油加氫裂化等均是。
2、產(chǎn)物的擇形催化產(chǎn)物混合物中的某些分子過大，難以從分子篩催化劑的內(nèi)孔中擴散出來，這些未擴散出來的大分子或者異構(gòu)成線度較小的異構(gòu)體擴散出來，或者裂解成較小的分子，乃至不斷地裂解，脫氫，最終以炭的形式沉積于孔內(nèi)和孔口，導(dǎo)致催化劑失活。
3、過渡狀態(tài)限制的擇形催化某些反應(yīng)需要比較大的空間，才能形成相應(yīng)的過渡狀態(tài)，這就構(gòu)成了限制過渡態(tài)的擇形催化。ZSM-5催化劑常用這種過渡態(tài)選擇性的催化反應(yīng)�？梢杂盟�催化的低分子烴類的異構(gòu)化反應(yīng)，裂化反應(yīng)，二甲苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)等。ZSM-5催化劑可以阻止結(jié)焦，具有比其他分子篩或無定形催化劑更長的壽命，這對工業(yè)生產(chǎn)十分有利。
4、分子交通控制的擇形催化在具有兩種不同形狀和大小的孔道分子篩中，反應(yīng)物分子可以很容易地通過一種孔道進入到催化劑的活性部位，進行催化反應(yīng)，而產(chǎn)物分子則從另一孔道擴散出去，盡可能減少逆擴散，從而增大反應(yīng)速率。擇形選擇性催化的最大實用價值，在于利用其表征孔結(jié)構(gòu)的不同。這種催化在煉油工藝和石油化工中也有廣泛的應(yīng)用。