催化劑顆粒五個(gè)主要項(xiàng)目物理性質(zhì)介紹
更新時(shí)間:2020-11-24 點(diǎn)擊次數(shù):3934次
催化劑是一種能夠改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度,卻不改變化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)平衡位置,本身在化學(xué)反應(yīng)中不被明顯地消耗的化學(xué)物質(zhì)。
催化劑加快反應(yīng)速率的原因與溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響是根本不同的,可以改變反應(yīng)的路線,降低反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)速率加快。
物理性質(zhì)表示有外形、結(jié)構(gòu)、密度、粒度等性能。通常包括:比表面積、孔體積、表觀松密度、磨損指數(shù)、篩分組成五個(gè)主要項(xiàng)目。下面分別加以簡(jiǎn)述:
1、比表面積
比表面積是內(nèi)表面積和外表面積的總和。內(nèi)表面積是指微孔內(nèi)部的表面積,外表面積是指微孔外部的表面積,通常內(nèi)表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外表面積。單位重量的催化劑具有的表面積叫比表面積。
比表面積是衡量性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。不同的產(chǎn)品,因載體和制備工藝不同,比表面積與活性沒有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
測(cè)定比表面積采用的方法是氮吸附容量法。
2、孔體積
孔體積是描述孔結(jié)構(gòu)的一個(gè)物理量??捉Y(jié)構(gòu)不僅影響活性、選擇性,而且還能影響機(jī)械強(qiáng)度、壽命及耐熱性能等。
孔體積是多孔性顆粒內(nèi)微孔的體積總和,單位是毫升/克。孔體積的大小主要與載體密切相關(guān)。對(duì)同一類催化劑而言,在使用過程中孔體積會(huì)減小,而孔直徑會(huì)變大。
孔體積測(cè)量采用的方法是水滴法。
3、磨損指數(shù)
一個(gè)優(yōu)良的催化裂化催化劑,除了要具有活性高、選擇性好等特點(diǎn)以外,還要具有一定的耐磨損機(jī)械強(qiáng)度。機(jī)械強(qiáng)度不好的催化劑,不但操作過程中跑損多、增大用量、污染環(huán)境,嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞在稀、密相的合理分布,甚至使生產(chǎn)裝置無法運(yùn)轉(zhuǎn)。
耐磨損強(qiáng)度的大小是由制備過程中粘結(jié)劑品種類型決定的,通常以鋁溶膠為粘結(jié)劑的強(qiáng)度*,磨損指數(shù)z小;以全合成硅鋁溶膠為粘結(jié)劑的強(qiáng)度差,磨損指數(shù)大。
目前采用“磨損指數(shù)”來評(píng)價(jià)微球催化劑的耐磨損強(qiáng)度。測(cè)定方法是:將一定量催化劑放入磨損指數(shù)測(cè)定裝置中,在恒定的氣速下吹磨5小時(shí),一小時(shí)吹出的<15μ的試樣棄去不計(jì),收集后4小時(shí)吹出的試樣,計(jì)算出每小時(shí)平均磨損百分?jǐn)?shù)(每小時(shí)吹出的<15μ的試樣占原有試樣中>15μ部分的重量百分?jǐn)?shù)),此即為該磨損指數(shù),其單位是%h-1。
目前采用的磨損指數(shù)分析方法是直管法。
4、粒度分布(篩分)
催化裂化應(yīng)具有良好的顆粒分布,以保證良好的流化狀態(tài)。一般要求顆粒<40μm的不大于25%,40μm~80μm不小于50%,>80μm的不大于30%。
在流化狀態(tài)下,經(jīng)磨損、沖擊所產(chǎn)生的<20μm的細(xì)粉很容易從旋風(fēng)分離器中跑掉。一般地講,耐磨性越差,跑損越嚴(yán)重。在催化裂化操作中,為了平衡生產(chǎn)就需要不斷地補(bǔ)充這部分跑損掉的催化劑。如果細(xì)粉多、強(qiáng)度差、跑損多,那么所需補(bǔ)充的的量也大,生產(chǎn)成本就會(huì)增加。越細(xì)的顆粒,在裝置中的停留時(shí)間越短;而較粗的顆粒在裝置中的停留時(shí)間長(zhǎng),活性衰減。因此,為了維持裝置的平衡活性水平,除了補(bǔ)充正常跑損的催化劑以外,適當(dāng)卸劑也是十分必要的。
目前測(cè)定篩分采用的儀器是激光粒度儀。
5、表觀松密度
密度的大小,對(duì)流化性能、流化床的測(cè)量、設(shè)備的大小和計(jì)量都有影響。通常,密度用表觀松密度來表示,俗稱堆積比重。
正常生產(chǎn)中,分析表觀松密度所用的儀器為一內(nèi)徑為20毫米的25毫升量筒,并恰好在25毫升刻度處割斷磨平。測(cè)量時(shí)將量筒放在漏斗下,把樣品倒在漏斗上,使樣品在30秒內(nèi)連續(xù)裝滿量筒并溢出,用刮刀將多余的催化劑刮平,擦凈量并稱重。由此計(jì)算出表觀松密度。單位為克/毫升。