催化劑各項物理性質的講解

催化劑各項物理性質的講解

物理性質

物理性質表示催化劑的外形、結構、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、篩分組成五個主要項目。下面分別加以簡述：

1、比表面積

催化劑的比表面積是內表面積和外表面積的總和。內表面積是指催化劑微孔內部的表面積，外表面積是指催化劑微孔外部的表面積，通常內表面積遠遠大于外表面積。單位重量的催化劑具有的表面積叫比表面積。

比表面積是衡量催化劑性能好壞的一個重要指標。不同的產品，因載體和制備工藝不同，比表面積與活性沒有直接的對應關系。

測定比表面積采用的方法是氮吸附容量法。

2、孔體積

孔體積是描述催化劑孔結構的一個物理量。孔結構不僅影響催化劑的活性、選擇性，而且還能影響催化劑的機械強度、壽命及耐熱性能等。

孔體積是多孔性催化劑顆粒內微孔的體積總和，單位是毫升/克。孔體積的大小主要與催化劑中的載體密切相關。對同一類催化劑而言，在使用過程中孔體積會減小，而孔直徑會變大。

孔體積測量采用的方法是水滴法。

3、磨損指數

一個優良的催化裂化催化劑，除了要具有活性高、選擇性好等特點以外，還要具有一定的耐磨損機械強度。機械強度不好的催化劑，不但操作過程中跑損多、增大催化劑用量、污染環境，嚴重時會破壞催化劑在稀、密相的合理分布，甚至使生產裝置無法運轉。

催化劑耐磨損強度的大小是由制備過程中粘結劑品種類型決定的，通常以鋁溶膠為粘結劑的催化劑強度最好，磨損指數最小；以全合成硅鋁溶膠為粘結劑的催化劑強度最差，磨損指數大。

目前采用“磨損指數”來評價微球催化劑的耐磨損強度。測定方法是：將一定量催化劑放入磨損指數測定裝置中，在恒定的氣速下吹磨5小時，第一小時吹出的<15μ的試樣棄去不計，收集后4小時吹出的試樣，計算出每小時平均磨損百分數（每小時吹出的<15μ的試樣占原有試樣中>15μ部分的重量百分數），此即為該催化劑的磨損指數，其單位是%h-1。

目前采用的催化劑磨損指數分析方法是直管法。

4、粒度分布（篩分）

催化裂化催化劑應具有良好的顆粒分布，以保證良好的流化狀態。一般要求催化劑顆粒<40μm的不大于25%，40μm～80μm不小于50%，>80μm的不大于30%。

在流化狀態下，催化劑經磨損、沖擊所產生的<20μm的細粉很容易從旋風分離器中跑掉。一般地講，催化劑耐磨性越差，跑損越嚴重。在催化裂化操作中，為了平衡生產就需要不斷地補充這部分跑損掉的催化劑。如果催化劑細粉多、強度差、跑損多，那么所需補充的新鮮催化劑的量也大，生產成本就會增加。越細的催化劑顆粒，在裝置中的停留時間越短；而較粗的催化劑顆粒在裝置中的停留時間長，活性衰減。因此，為了維持裝置的平衡活性水平，除了補充正常跑損的催化劑以外，適當卸劑也是十分必要的。

目前測定催化劑篩分采用的儀器是激光粒度儀。

5、表觀松密度

催化劑密度的大小，對流化性能、流化床的測量、設備的大小和催化劑的計量都有影響。通常，催化劑的密度用表觀松密度來表示，俗稱堆積比重。

正常生產中，分析催化劑表觀松密度所用的儀器為一內徑為20毫米的25毫升量筒，并恰好在25毫升刻度處割斷磨平。測量時將量筒放在漏斗下，把樣品倒在漏斗上，使樣品在30秒內連續裝滿量筒并溢出，用刮刀將多余的催化劑刮平，擦凈量筒外催化劑并稱重。由此計算出催化劑的表觀松密度。單位為克/毫升。

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東莞市柔美新材料有限公司

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