工業(yè)催化劑的制備

1、1. 常見工業(yè)催化劑制造方法2. 工業(yè)催化劑制造的單元設(shè)備3. 制備工業(yè)催化劑需開展的工作4. 工業(yè)催化劑研制的實(shí)例制造方法 舉例（共）沉淀Sedimento 水合氧化物，如氫氧化鐵等的制備xido hidratado，como Hidrxido de hierro水熱法 Hidrotermal分子篩合成 Sntesis por Tamiz molecular 浸漬法 Inmersin 金屬組分負(fù)載到金屬氧化物載體Al2O3或SiO2等載體上 Componente metal a media de xido de metal, como Al2O3,SiO2混合法 Mezcla氧化鐵-氧化鉻C

2、O變換催化劑的制備xido de hierro - xido de cromo para transformacin de CO熔融法 Fusin合成氨的鐵催化劑的制備Fe para amoniaco溶膠-凝膠法 sol-gel 復(fù)合氧化物的制備 xido mixto 瀝濾法 Mtodo de lixiviacin雷尼鎳催化劑的制備 Raney nquel 金屬鹽Sales metlicas 化學(xué)法或物理法沉淀sedimento 沉淀Sedimento過濾Filtro 濾餅Torta 干燥Secado 成型formacin 成型前體Semiterminado 焙燒Asar催化劑Cataliza

3、dor 干粉Polvo活性相Activa fase 催化劑Catalizador焙燒Asar成型formacin1.沉淀與共沉淀法制備流程沉淀與共沉淀法制備流程2022-5-18在沉淀過程中采用什么沉淀反應(yīng)，選擇什么樣的沉淀劑，是沉淀工藝首先要考慮的問題。同一催化劑可以從不同的原料開始制造，如鎳nquel，可以制成Ni(OH)2沉淀或NiCO3沉淀；同一種離子可以以正離子on狀態(tài)存在，也可以以負(fù)離子狀態(tài)存在，如Cr3+與CrO4。原料形態(tài)的選擇應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程特點(diǎn)加以選擇。2022-5-18 生產(chǎn)中常用的沉淀劑precipitante有： 堿lcali類（NH3H2O、 NaOH、KOH）； 碳

4、酸鹽Sal de cido carbnico （Na2CO3、(NH4)2CO3、CO2）； 有機(jī)酸cidos orgnicos （乙酸、草酸）等。 其中最常用的是NH3H2O和(NH4)2CO3。 沉淀劑的溶解度Solubilidad要大，形成的沉淀物Precipitado溶解度要小 形成的沉淀物必須便于過濾和洗滌。 沉淀劑必須無毒No txico ，不應(yīng)造成環(huán)境污染。 1.2沉淀和共沉淀過程沉淀和共沉淀過程釜式操作caldero 1 可控操作參數(shù)： 溫度 pH值沉淀劑T，pH控制 金屬鹽濃度espesor 沉淀劑濃度 攪拌速率Velocidad de agitacin 金屬鹽2 固體形成：

5、釜式操作金屬鹽T，pH控制 成核centro ：金屬鹽、沉淀劑及反應(yīng)時(shí)間等 晶體生長 固體的穩(wěn)定沉淀劑3 添加劑Aditivos 對(duì)沉淀并非必須，但可影響沉淀過程或最終產(chǎn)品的性質(zhì)如：控制孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)物 1.3沉淀或共沉淀法制備負(fù)載型催化劑沉淀或共沉淀法制備負(fù)載型催化劑NaOH水溶液NaOH水溶液懸浮的載體suspensin金屬鹽金屬鹽和鋁鹽可能存在的問題： 較難控制，重復(fù)性差 成核過程更易于在溶液中發(fā)生，而不是發(fā)生在載體上 生成的金屬顆粒較大，均勻性低7溶液飽和度溶液飽和度Saturacin對(duì)晶核生成、長大速對(duì)晶核生成、長大速度的影響度的影響1.4影響沉淀法制備樣品性質(zhì)的因素溫度對(duì)晶核生成速度

6、的影響 pH值對(duì)氧化鋁性質(zhì)的影響 aguja2022-5-18 加料順序不同，直接影響沉淀過程中的pH值，因而對(duì)沉淀物的性能也會(huì)有很大的影響。加料順序有：加料順序有：順加法把沉淀劑加到金屬鹽溶液中。逆加法Inversa 把金屬鹽溶液加到沉淀劑中稱為逆加法。并加法把金屬鹽溶液和沉淀劑同時(shí)按比例加到 中和沉淀槽中。加料順序?qū)Τ恋磉^程的影響 2022-5-18 攪拌加強(qiáng)溶液的湍動(dòng)，減小擴(kuò)散層厚度、加大擴(kuò)散系數(shù)D。 攪拌有利于晶粒長大，同時(shí)促進(jìn)晶核的生成，但對(duì)后者的影響微弱。 隨著攪拌速度的提高，開始時(shí)急劇增加； 當(dāng)達(dá)到一極值后，再繼續(xù)提高攪拌速度時(shí)，晶粒長大速度就基本不變。 攪拌強(qiáng)度對(duì)產(chǎn)物性質(zhì)的影響

7、 助劑對(duì)沉淀物性質(zhì)的影響所謂添加劑是沉淀過程中非必須存在的物質(zhì)，但可能強(qiáng)化沉淀過程或最終產(chǎn)品的性質(zhì)。最廣泛使用的助劑是有機(jī)物，它們可能控制孔的形成。例如在中孔SiO2或SiO2-Al2O3(MCM-41)的自組裝表面活性劑，如十六烷基三甲基胺。Cetil trimetil amina 沉淀反應(yīng)終了后，將沉淀物與溶液在一定條件下接觸一段時(shí)間，（在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生一些不可逆變化），稱為沉淀物的老化。Envejecimiento 老化階段的變化（或作用）：老化階段的變化（或作用）： 顆粒partculas長大 晶型完善及晶型轉(zhuǎn)化 凝膠Gel的脫水收縮Sinresis 一般地說，雜質(zhì)的存在形式可能為：

8、機(jī)械地?fù)诫s于沉淀中； 粘著于沉淀的表面；adherir 吸附于沉淀的表面；adsorber 包藏于沉淀內(nèi)部； 成為沉淀中的化學(xué)組成之一。3.1過濾與洗滌過濾與洗滌 各種雜質(zhì)的清除難易程度隨上述順序越來越難，前三種可用洗滌方法除去，后兩種不能洗滌除去。 為了減少包藏性雜質(zhì)，要求原料溶液的濃度較低，在沉淀過程中進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?為了避免第五種形態(tài)的雜質(zhì)，要求慎重地選擇沉淀反應(yīng)。3.2 干燥干燥 干燥是固體物料的脫水過程，通常在60200下的空氣中進(jìn)行，一般對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有影響，但對(duì)催化劑的物理結(jié)構(gòu)，特別是孔結(jié)構(gòu)及機(jī)械強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生影響。 焙燒是使催化劑具有活性的重要步驟，在焙燒過程中既發(fā)生化學(xué)變化也發(fā)生物

9、理變化。 焙燒有三個(gè)作用： 除去化學(xué)結(jié)合水和揮發(fā)性物質(zhì)（CO2、NO2、NH3等），使之轉(zhuǎn)化成所需的化學(xué)成分和化學(xué)形態(tài)。氣體逸出后在催化劑中留下空隙，使內(nèi)表面增加。3.3 焙燒焙燒 通過控制焙燒溫度，使基體物料向一定晶型或固溶體轉(zhuǎn)變。 在一定的氣氛和溫度條件下，通過再結(jié)晶與燒結(jié)過程，控制微晶粒的數(shù)目與晶粒大小，從而控制催化劑的孔徑和比表面等，控制其初活性，還可以提高機(jī)械強(qiáng)度。(bayerite) nordstrandite gibbsite Pseudo-boehmite, hidrxido de aluminio 酸中和法生產(chǎn)- Al2O3的 堿中和法生產(chǎn)- Al2O3的 流程示意圖 流程示

10、意圖aluminato de sodio parcial Amoniaco neutralizacin 中和沉淀溫度對(duì)氧化鋁性質(zhì)的影響中和溫度/50607080孔分布 050 50200 200327 44.035.130.127.647.345.650.451.08.719.319.521.4比表面積 / m2g1227265253257BET孔容 / mlg10.4950.6670.7770.766平均孔徑 / 43.650.461.560.5老化時(shí)間對(duì)氧化鋁性質(zhì)的影響（氨水中和硫酸鋁）223100H OAl Ogg323100SOAl Ogg老化時(shí)間/h表面積 / m2g1X衍射圖081

11、.323.210三水氧化鋁 洗滌過程高pH有利于SO42-的除去，不利于Na+三高一低洗滌擠條成型干膠粉水稀硝酸助擠劑混合混捏擠出干燥焙燒 干粉的性質(zhì) 物料的配方 濕含量（孔體積、堆密度、強(qiáng)度） 助擠劑：田菁粉 混捏方式、強(qiáng)度、時(shí)間孔體積、孔分布、堆密度 擠出設(shè)備型式雙螺桿擠條機(jī)59鉬鎳磷浸漬液的配制 文獻(xiàn)方法：三氧化鉬加入到鱗酸中，溶解后再加入堿式碳酸鎳；或先將堿式碳酸鎳加入到磷酸中，溶解后再加入三氧化鉬。時(shí)間長，要求磷酸過量，影響活性 配制的影響因素：三氧化鉬性質(zhì)：鉬酸銨的性質(zhì)和焙燒條件加料的順序升溫條件、PH值P/MoO3, MoO3/NiO比，繪制可配制區(qū)圖比，繪制可配制區(qū)圖找到半小時(shí)

12、配制好透明鉬鎳磷浸漬液的方法 浸漬時(shí)放熱升溫，浸蝕載體，先用水處理載體 研究總金屬含量，Ni/Mo比對(duì)催化劑脫氮性能的影響 干燥和活化條件 研制成功1號(hào)Mo-Ni-P催化劑、2號(hào)Mo-Ni-P催化劑，性能達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平 前幾批載體SO42- 含量不合格 改變洗滌：將“一堿三水一酸”工藝改為“一堿四水”洗滌工藝 煙道氣硫污染，進(jìn)行燃料脫硫 干膠性質(zhì)的波動(dòng)，改變配料比和碾壓條件 試生產(chǎn)證明：工藝流程和條件可行擠條成型提高生產(chǎn)能力和維修費(fèi)用鉬鎳磷浸漬液儲(chǔ)存穩(wěn)定、回調(diào)再用SO42-洗滌比預(yù)計(jì)困難得多催化劑原料油堿氮反應(yīng)溫度空速氫油比精制油堿氮脫氮率脫硫率片狀鉬鎳磷460ppm320-3300.78_150ppm66.3_1號(hào)催化劑600ppm320-3451.61530160ppm73.396.72號(hào)催化劑630ppm320-3531.3574050ppm9299.9加氫精制/裂化催化劑 涉及反應(yīng)：碳-硫、碳-氮、碳-氧、碳金屬鍵斷裂加氫活性組份 加氫飽和 加氫脫硫 加氫脫氮 加氫裂化Pt,PdNiW-NiMo-NiMo-CoW-CoMo-CoMo-NiW-NiW-CoW-NiMo-NiMo-CoW-CoPt，PdW-NiMo-NiMo-CoW-Co加氫精制載體：r-Al2O3（弱酸性）鋁酸鈉用強(qiáng)酸（硝酸等）或強(qiáng)酸的鋁鹽（硫酸鋁等）中和 氯化鋁用氨水（或能