催化劑各項(xiàng)物理性質(zhì)的講解

催化劑各項(xiàng)物理性質(zhì)的講解

物理性質(zhì)

物理性質(zhì)表示催化劑的外形、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

催化劑的比表面積是內(nèi)表面積和外表面積的總和。內(nèi)表面積是指催化劑微孔內(nèi)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(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。

比表面積是衡量催化劑性能好壞的一個(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

孔體積是描述催化劑孔結(jié)構(gòu)的一個(gè)物理量。孔結(jié)構(gòu)不僅影響催化劑的活性、選擇性，而且還能影響催化劑的機(jī)械強(qiáng)度、壽命及耐熱性能等。

孔體積是多孔性催化劑顆粒內(nèi)微孔的體積總和，單位是毫升/克。孔體積的大小主要與催化劑中的載體密切相關(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、增大催化劑用量、污染環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞催化劑在稀、密相的合理分布，甚至使生產(chǎn)裝置無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

催化劑耐磨損強(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)劑的催化劑強(qiáng)度最好，磨損指數(shù)最小；以全合成硅鋁溶膠為粘結(jié)劑的催化劑強(qiáng)度最差，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)，第一小時(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)），此即為該催化劑的磨損指數(shù)，其單位是%h-1。

目前采用的催化劑磨損指數(shù)分析方法是直管法。

4、粒度分布（篩分）

催化裂化催化劑應(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(tài)下，催化劑經(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，催化劑耐磨性越差，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。如果催化劑細(xì)粉多、強(qiáng)度差、跑損多，那么所需補(bǔ)充的新鮮催化劑的量也大，生產(chǎn)成本就會(huì)增加。越細(xì)的催化劑顆粒，在裝置中的停留時(shí)間越短；而較粗的催化劑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(duì)流化性能、流化床的測(cè)量、設(shè)備的大小和催化劑的計(jì)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(chǎn)中，分析催化劑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，擦凈量筒外催化劑并稱重。由此計(jì)算出催化劑的表觀松密度。單位為克/毫升。

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