稀土在煉油催化劑中的應(yīng)用

趙檀 郭金濤 孫生波

摘 要：我們在工業(yè)的生產(chǎn)和制造過程中，通成使用某一種材料來改變物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)過程的速度和速率，而材料本身不發(fā)生化學(xué)變化，材料不被消耗，這種材料我們稱之為催化劑。使用催化劑使物質(zhì)反應(yīng)速度加快的催化劑我們稱之為正催化劑，使用催化劑使物質(zhì)反應(yīng)減慢的催化劑我們稱之為負(fù)催化劑。稀土材料中除了少數(shù)直接使用稀土外，大多數(shù)都以化合物的方式使用。含有稀土化合物的催化劑我們稱之為稀土催化劑。稀土催化劑具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：稀土;催化劑;煉油

引言：

催化效果之所以會發(fā)生裂化其主要原因在于：稀土離子能夠完全替代沸石晶格中的某些重要成分，從而導(dǎo)致離子之間交換過程中產(chǎn)生大量能量，致使沸石發(fā)生催化裂化的現(xiàn)象，當(dāng)然這也是其他煉油催化劑發(fā)生作用的原理所在。離子發(fā)生交換現(xiàn)象以后，稀土離得質(zhì)量持續(xù)增加，能占據(jù)沸石質(zhì)量的百分之十以上。一般情況下用于催化裂化的物質(zhì)主要是是一些氧化物質(zhì)，最具代表性的為：鈰、鑭、釹和鐠等等，他們在催化效果方面具有普遍的特性。

稀土能夠?qū)⒎惺幕钚灾鸩教嵘蛊湓谠偕髡羝簾h(huán)境中能夠保持基本品格不變化的同時實現(xiàn)脫鋁的效果。通過脫鋁反應(yīng)，稀土交換過程中的催化劑酸性中心濃度也會不斷的提升，從而使得催化劑的活性變得更為活躍。

稀土交換能夠?qū)υ痛呋鸦^程產(chǎn)生重要的影響，這主要是由于在渣油催化裂化過程中對催化劑所發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境要求十分刻薄，對催化劑水熱穩(wěn)定性這一特點的要求極其高。催化劑活性不斷提升結(jié)果就是改變了其進(jìn)行裂化的次數(shù)，在其裂化反應(yīng)的過程中能夠產(chǎn)生大量的高價值液體分離，而氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)過程中則能夠?qū)⑵偷幕瘜W(xué)分子發(fā)生差異性變化，從而出現(xiàn)新的化學(xué)物質(zhì)。

一、石油裂化催化劑

我們生產(chǎn)生活中大量使用的燃料油分為輕質(zhì)燃料油和重質(zhì)燃料油，通過原油蒸餾（一次加工），我們得到的只有輕質(zhì)燃料油，剩下的重質(zhì)餾分和渣油只能作潤滑油基礎(chǔ)油原料和重質(zhì)燃料油。重質(zhì)燃料油再通過催化裂化、催化重整、催化加氫、焦化、減黏裂化、烷基化（二次加工）等等一系列方式得到輕質(zhì)燃料油。而稀土催化劑具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優(yōu)點，在加工重質(zhì)燃料油的工程中，使得催化裂化、催化重整、催化加氫等過程發(fā)生急劇的變化。

稀土種類多，添加稀土的催化劑在催化過程中就有很多的應(yīng)用。首先，催化劑在催化反應(yīng)過程中，形成很容易被分解的某種“中間產(chǎn)物”，反應(yīng)過后，分解“中間產(chǎn)物”恢復(fù)催化劑的化學(xué)成分。其次，催化劑在反應(yīng)過程中作為吸附物存在，在化學(xué)反應(yīng)過程中吸附很難被分解的雜質(zhì)，從而分離出含有雜質(zhì)的催化物。由于稀土種類眾多，存在廣泛，所以使用含有稀土的催化劑就有了廣泛的作用。

催化劑石油工業(yè)中重要采用兩種催化裂化方式，在一是催化裂化的主催化劑：？分子篩除稀土-y型分子篩;二是生產(chǎn)汽油、柴油和液化石油氣的石油煉制催化裂化過程中的催化劑：超穩(wěn)氫-y型分子篩。采用分子篩除稀土-y型分子篩催化劑進(jìn)行催化裂化石油時，可大幅度的提高原油的轉(zhuǎn)換率，提高了燃料油的產(chǎn)量，增強燃料油的質(zhì)量。分子篩除稀土-y型分子篩催化劑催化石油的過程中，使用方便，催化量大，催化出的燃料油質(zhì)量高，催化劑損耗低，具有可持續(xù)使用的優(yōu)點。

二、稀土汽車尾氣凈化催化劑

隨著人們生活的越來越好，環(huán)境污染也日漸加重，人們的環(huán)保意識也開始重視起來?？諝馕廴疚镉邢喈?dāng)大一部分來自汽車尾氣，汽車的大量普及以及人們出行的越來越多，汽車尾氣的排放污染引起人們愈加重視，成為政府主要的治理目標(biāo)。其一，減少汽車的出行量，鼓勵人們乘坐公共汽車以及使用電動車;其二，出臺相關(guān)的法律法規(guī)，規(guī)范汽車的尾氣排放。1970年美國制定了空氣清潔法律體系，1983年我國也制定了汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和測量方法。其三，安裝發(fā)動機及尾氣凈化措施，就是在汽車的排氣系統(tǒng)中安裝各種尾氣凈化裝置，減少汽車污染物的排出。安裝汽車催化凈化裝換裝置是有效的方式。

用于汽車尾氣凈化的催化劑有很多，一般催化劑主體中含有Yt.T2h，Pd等貴金屬，雖然效果好，但價格高，經(jīng)濟(jì)性低，不實用，而稀土催化劑在保證催化劑效果不變的情況下，大幅度減少貴金屬的的實用，并改善了催化劑的效果。

汽車排放的主要污染物有一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔?、二氧化碳和微粒物。其中一氧化碳和氫氧化合物會使人體中毒，氮氧化合和物微粒物是導(dǎo)致霧霾的主要成分.。汽車尾氣凈化稀土催化劑主要是經(jīng)一氧化碳、碳?xì)浠衔镞€原化合物等有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換成二氧化碳和水，經(jīng)氮氧化合物還原成氮氣，減少污染物的排放，還可以和汽車尾氣中含有的硫、鉛、磷等氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為對人體無害且穩(wěn)定的物質(zhì)。因此，含有稀土的汽車尾氣催化劑具有價格低，化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定，壽命長等特點。

三、合成橡膠用的催化劑

在合成橡膠的生產(chǎn)工藝工程中，傳統(tǒng)的采用金屬催化劑，但這種催化劑存在著嚴(yán)重的環(huán)境保護(hù)問題，因此，稀土催化劑就給了人們很大的方便及應(yīng)用。稀土催化劑以其獨特的優(yōu)勢受到了社會民眾的廣泛喜愛，其在使用的過程中能夠?qū)⑹椭械囊蚁?、丙烯、丁烯和芳香烴等成分進(jìn)行重組，形成性能極好的橡膠制品。

結(jié)語：隨著社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的工業(yè)資源開始出現(xiàn)，稀土就是其中的一種，其能夠在提升煉油催化劑效果的同時實現(xiàn)對社會環(huán)境的保護(hù)，成為了一種深受社會民眾喜愛的稀有資源，本文就是以此為研究內(nèi)容，旨在更好的促進(jìn)稀土在煉油催化劑中的應(yīng)用。

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作者簡介：

趙檀（1982.12），性別：男，民族：漢，籍貫：黑龍江省哈爾濱市，當(dāng)前職稱：工程師，學(xué)歷：碩士，研究方向：加氫催化劑與加氫工藝.