許多工業(yè)轉(zhuǎn)化過程在催化劑的存在下發(fā)生,催化劑能加快轉(zhuǎn)化速度,增加目的產(chǎn)物的選擇性。過程的效率取決于反應(yīng)器的選擇、工藝流程和反應(yīng)條件,換向話說取決于所謂“反應(yīng)工程”知識(shí)的總和,也取決于催化劑的質(zhì)量。催化劑總是工藝過程的核心。
在多種需要擇形選擇性的石油化工和煉油工藝中,分子篩作為固體酸催化劑是非常重要的。通常,所需的分子篩擇形選擇性是以減慢接近和脫離位于分子篩微孔內(nèi)部活性中心的傳質(zhì)速度為代價(jià)獲得的。氣相反應(yīng)對(duì)擴(kuò)散有利,而在淤漿反應(yīng)中擴(kuò)散會(huì)變得慢得多。然而,基于以下幾方面因素,淤漿反應(yīng)能使擇形選樣性達(dá)到最好效果:
① 增加孔的充盈度和分子與孔道內(nèi)活性中心的接觸時(shí)間;
② 降低反應(yīng)溫度;
③ 可以精確控制反應(yīng)溫度,這對(duì)于放熱反應(yīng)尤其重要;
④ 改善吸附特性,從晶體結(jié)構(gòu)的親水-疏水性質(zhì)和底物/產(chǎn)物的溶解性考慮,吸附特性可通過選擇合適的溶劑來調(diào)節(jié)。
因此,在許多反應(yīng)中,淤漿條件能彰顯分子篩的特性并提高過程的效率。然而,在淤漿條件下操作,必須考慮所有有利于增加分子篩上活性中心可接近性的辦法。一般來說,為了減小進(jìn)人分子篩孔道的擴(kuò)散限制,至少應(yīng)當(dāng)采取以下一些手段中的一種:納米晶粒分子篩、具有分級(jí)孔結(jié)構(gòu)的材料、超大孔的分子篩、剝層分子篩。
工業(yè)分子篩基催化劑實(shí)際上是由不同“砌塊”組成的復(fù)雜材料。這些“砌塊”包括:分子篩、黏結(jié)劑、甚至還有金屬氧化物和添加劑。黏結(jié)劑是催化劑成型的基礎(chǔ),在晶間擴(kuò)散的限制上作用密切。黏結(jié)劑組分的孔道控制是開發(fā)對(duì)大分子傳輸起作用的催化劑的重要手段。
最近的例子是由Grace Davison和Engelhard開發(fā)的技術(shù),該技術(shù)可以讓黏結(jié)劑有特定的孔隙度,以便使重質(zhì)原料分子能靈活地通過,所開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)用于渣油裂化催化劑。
多年以前,為用于淤漿相氧化過程的分子篩催化劑開發(fā)了一種介孔硅質(zhì)黏結(jié)劑。這種催化機(jī)被認(rèn)為是-種“ante litteram”分層有序的催化劑,由具有微孔的晶型鈦硅-1(TS-1)的納米粒子構(gòu)成,分散于介孔無定形氧化硅基質(zhì)上。該催化劑自1985年起被用于工業(yè)淤漿相氧化過程。
在TS-1基催化劑方面所進(jìn)行的研究工作,可以說是在可用于淤漿相催化過程的新型或改進(jìn)催化初應(yīng)用方面至關(guān)重要的進(jìn)展。湖南天怡新材料有限公司是專業(yè)生產(chǎn)NaY分子篩、Y型分子篩、ZSM-5分子篩、USY分子篩、REY分子篩等為主要產(chǎn)品的分子篩廠家,如有需求,歡迎咨詢。
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