關於催化劑你必須掌握的知識
催化劑
在化學反應裏能改變反應物化學反應速率(提高或降低) 而不改變化學平衡,且本身的質量和化學性質在化學反應前後都沒有發生改變的物質叫催化劑。據統計,約有90%以上的工業(ye) 過程中使用催化劑,如化工、石化、生化、環保等。
一、基本定義(yi)
根據國際純粹化學與(yu) 應用化學聯合會(hui) (IUPAC)1981年的定義(yi) :催化劑是一種改變反應速率但不改變反應總標準吉布斯自由能的物質。
1)催化劑
催化劑在化學反應中引起的作用叫催化作用。固體(ti) 催化劑在工業(ye) 上也稱為(wei) 觸媒。
催化劑自身的組成、化學性質和質量在反應前後不發生變化;它和反應體(ti) 係的關(guan) 係就像鎖與(yu) 鑰匙的關(guan) 係一樣,具有高度的選擇性(或專(zhuan) 一性)。一種催化劑並非對所有的化學反應都有催化作用,例如二氧化錳在氯酸鉀受熱分解中起催化作用,加快化學反應速率,但對其他的化學反應就不一定有催化作用。某些化學反應並非隻有**的催化劑,例如氯酸鉀受熱分解中能起催化作用的還有氧化鎂、氧化鐵和氧化銅等等,氯酸鉀製取氧氣時還可用紅磚粉或氧化銅等做催化劑。
2)一般定義(yi)
初中課本上定義(yi) :在化學反應裏能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前後都沒有發生變化的物質叫做催化劑(又叫觸媒)。其物理性質可能會(hui) 發生改變,例如二氧化錳(MnO2)在催化氯酸鉀(KClO3)生成氯化鉀(KCl)和氧氣(O2)的反應前後由塊狀變為(wei) 粉末狀。催化劑對可逆反應同時具有催化正、逆反應的功能,視反應條件而定,如芳烴加氫反應。
3)其他定義
也有一種說法,催化劑參與(yu) 化學反應。在一個(ge) 總的化學反應中,催化劑的作用是降低該反應發生所需要的活化能,本質上是把一個(ge) 比較難發生的反應變成了兩(liang) 個(ge) 很容易發生的化學反應(與(yu) 之相反的稱為(wei) 抑製劑)。在這兩(liang) 個(ge) 反應中,**個(ge) 反應中催化劑扮演反應物的角色,**個(ge) 反應中催化劑扮演生成物的角色,所以說從(cong) 總的反應方程式上來看,催化劑在反應前後沒有變化。例如:
CFC(Chlorofluorocarbon,或寫(xie) 作CFCs,氟氯烴)類物質破壞臭氧,其實就是它先於(yu) 臭氧反應生成一個(ge) 原子氧和一個(ge) 複雜的化合物,然後另外一個(ge) 臭氧分子和那個(ge) 化合物反應生成一個(ge) 原子氧和CFC,然後2個(ge) 原子氧反應變成一個(ge) 氧氣分子。所以CFC在總反應前後沒有變化,在總反應中,我們(men) 可以認為(wei) CFC充當催化劑使臭氧分子變成氧氣分子,但其實CFC參與(yu) 了化學反應。
KClO3製氧氣加入MnO2,可發生下列反應:
2KClO3+2MnO2=加熱2KMnO4+Cl2↑+O2↑,2KMnO4=加熱K2MnO4+MnO2+O2↑,K2MnO4+Cl2=加熱2KCl+MnO2+O2↑
催化劑原先因發生化學反應而生成的物質會(hui) 在之後進一步的反應中重新生成原有催化劑,即上麵提到的反應中 MnO2的質量和化學性質在反應前後都沒有發生變化。
一般來說,催化劑是指參與(yu) 化學反應中間曆程的,又能選擇性地改變化學反應速率,而其本身的數量和化學性質在反應前後基本保持不變的物質。通常把催化劑加速化學反應,使反應盡快達到化學平衡的作用叫做催化作用,但並不改變反應的平衡。
二、選擇性
催化劑的構成有的是單一化合物,有的是絡合化合物,有的是混合物。催化劑有使某一反應加速,而較少影響其它反應的性能,稱為(wei) 催化劑的選擇性,不同的反應所用的催化劑有所不同,例如澱粉氧化用的催化劑以NaClO2作氧化劑,Ni2+、Fe2+、Cu2+等催化作用較好;若用H2O2作氧化劑時,Fe2+、Mn2+等效果好,而Ni2+、Cu2+、Co2+等效果較差;當用KMnO4為(wei) 氧化劑時,而是自身反應產(chan) 生的Mn2+作催化劑,但Fe2+、Ni2+、Cu2+等均無催化作用。
同一反應也有不同效果的催化劑,例如聚乙烯醇縮甲醛化反應,以酸作催化劑,其效果是鹽酸(HCl)>硫酸(H2SO4)>磷酸(H3PO4)。同是苯酚與(yu) 甲醛反應合成酚醛樹脂,使用氫氧化鈉、氫氧化鋇、鹽酸、氨水、草酸、醋酸、甲酸、硫酸、磷酸、氧化鎂、氧化鋅等催化劑,其產(chan) 品性能都有所不同。
三、主要分類
催化劑種類繁多,按狀態可分為(wei) 液體(ti) 催化劑和固體(ti) 催化劑;按反應體(ti) 係的相態分為(wei) 均相催化劑和多相催化劑,均相催化劑有酸、堿、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。多相催化劑有固體(ti) 酸催化劑、有機堿催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、絡合物催化劑、稀土催化劑、分子篩催化劑、生物催化劑、納米催化劑等;按照反應類型又分為(wei) 聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構化等催化劑;按照作用大小還分為(wei) 主催化劑和助催化劑。
1)均相催化
催化劑和反應物同處於(yu) 一相,沒有相界存在而進行的反應,稱為(wei) 均相催化作用,能起均相催化作用的催化劑為(wei) 均相催化劑。均相催化劑包括液體(ti) 酸、堿催化劑和色可賽思固體(ti) 酸和堿性催化劑、可溶性過渡金屬化合物(鹽類和絡合物)等。均相催化劑以分子或離子獨立起作用,活性中心均一,具有高活性和高選擇性。
2)多相催化
多相催化劑又稱非均相催化劑,用於(yu) 不同相(Phase)的反應中,即和它們(men) 催化的反應物處於(yu) 不同的狀態。例如:在生產(chan) 人造黃油時,通過固態鎳(催化劑),能夠把不飽和的植物油和氫氣轉變成飽和的脂肪。固態鎳是一種多相催化劑,被它催化的反應物則是液態(植物油)和氣態(氫氣)。一個(ge) 簡易的非均相催化反應包含了反應物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質)吸附在催化劑的表麵,反應物內(nei) 的鍵因斷裂而導致新鍵的產(chan) 生,但又因產(chan) 物與(yu) 催化劑間的鍵並不牢固,而使產(chan) 物脫離反應位等過程。現已知許多催化劑表麵發生吸附、反應的不同的結構。
3)生物催化
酶是生物催化劑,是植物、動物和微生物產(chan) 生的具有催化能力的有機物(絕大多數的蛋白質。但少量RNA也具有生物催化功能),舊稱酵素。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如,澱粉。酶催化澱粉水解為(wei) 糊精和麥芽糖,蛋白酶催化蛋白質水解成肽等。活的生物體(ti) 利用它們(men) 來加速體(ti) 內(nei) 的化學反應。如果沒有酶,生物體(ti) 內(nei) 的許多化學反應就會(hui) 進行得很慢,難以維持生命。大約在37℃的溫度中(人體(ti) 的溫度),酶的工作狀態是*佳的。如果溫度高於(yu) 50℃或60℃,酶就會(hui) 被破壞掉而不能再發生作用。因此,利用酶來分解衣物上的汙漬的生物洗滌劑,在低溫下使用*有效。酶在生理學、醫學、農(nong) 業(ye) 、工業(ye) 等方麵,都有重大意義(yi) 。當前,酶製劑的應用日益廣泛。(例如:酶製劑在工業(ye) 上可作催化劑使用,某些酶還是珍貴的**。
四、催化反應
人們(men) 利用催化劑,可以改變化學反應的速率,這被稱為(wei) 催化反應。大多數催化劑都隻能加速某一種化學反應,或者某一類化學反應,而不能被用來加速所有的化學反應。催化劑並不會(hui) 在化學反應中被消耗掉。不管是反應前還是反應後,它們(men) 都能夠從(cong) 反應物中被分離出來。不過,它們(men) 有可能會(hui) 在反應的某一個(ge) 階段中被消耗,然後在整個(ge) 反應結束之前又重新產(chan) 生。
使化學反應加快的催化劑,叫做正催化劑;使化學反應減慢的催化劑,叫做負催化劑。例如,酯和多糖的水解,常用無機酸作正催化劑;二氧化硫氧化為(wei) 三氧化硫,常用五氧化二釩作正催化劑,這種催化劑是固體(ti) ,反應物為(wei) 氣體(ti) ,形成多相的催化作用,因此,五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑;食用油脂裏加入0.01%~0.02%沒食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸敗,在這裏,沒食子酸正丙酯是一種負催化劑(也叫做緩化劑或抑製劑)。
當前,對催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數情況下,人們(men) 認為(wei) 催化劑本身和反應物一起參加了化學反應,降低了反應所需要的活化能。有些催化反應是由於(yu) 形成了很容易分解的“中間產(chan) 物”,分解時催化劑恢複了原來的化學組成,原反應物就變成了生成物。有些催化反應是由於(yu) 吸附作用,吸附作用僅(jin) 能在催化劑表麵*活潑的區域(叫做活性中心)進行。活性中心的區域越大或越多,催化劑的活性就越強。反應物裏如有雜質,可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現象叫做催化劑的中毒。
催化劑對化學反應速率的影響非常大,有的催化劑可以使化學反應速率加快到幾百萬(wan) 倍以上。催化劑一般具有選擇性,它僅(jin) 能使某一反應或某一類型的反應加速進行。例如,加熱時,甲酸發生分解反應,一半進行脫水,一半進行脫氫:
HCOOH=H2O+CO
HCOOH=H2+CO2
如果用固體(ti) Al2O3作催化劑,則隻有脫水反應發生;如果用固體(ti) ZnO作催化劑,則脫氫反應單獨進行。這種現象說明,不同性質的催化劑隻能各自加速特定類型的化學反應過程。因此,我們(men) 利用催化劑的選擇性,可使化學反應主要向某一方向進行。
在催化反應裏,人們(men) 往往加入催化劑以外的另一物質,以增強催化劑的催化作用,這種物質叫做助催化劑。助催化劑在化學工業(ye) 上極為(wei) 重要。例如,在合成氨的鐵催化劑裏加入少量的鋁和鉀的氧化物作為(wei) 助催化劑,可以大大提高催化劑的催化作用。
催化劑在現代化學工業(ye) 中占有極其重要的地位,例如,合成氨生產(chan) 采用鐵催化劑,硫酸生產(chan) 采用釩催化劑,乙烯的聚合以及用丁二烯製橡膠等三大合成材料的生產(chan) 中,都采用不同的催化劑。據統計,約有90%以上的化工生產(chan) 過程使用催化劑(如氨、硫酸、硝酸的合成,乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合,石油、天然氣、煤的綜合利用,等等),目的是加快反應速率,提高生產(chan) 效率。在資源利用、能源開發、醫藥製造、環境保護等領域,催化劑也大有作為(wei) ,科學家正在這些領域探索適宜的催化劑以期在某些方麵有新的突破。催化劑顯然是參加了反應,隻是作為(wei) 一個(ge) 反應中介,在反應前後總量不變(注意,不是在反應中總量不變),而使得加快或減緩反應速度的一種物質。
比如有反應 A+B=C,而A+R=X ,X+B=C+R 這樣反應的話,速度會(hui) 和上式不一樣,則R在反應前後性質和總量沒有變化,則可說R是反應A+B=C的催化劑。
行業(ye) 發展趨勢
美國Freedonia集團日前發布的*新研究報告顯示,未來5年雖然全球化工行業(ye) 仍將維持健康發展的勢頭,但化工催化劑需求增速將是所有催化劑終端領域中*慢的,尤其是有機合成催化劑需求將受到醫藥工業(ye) 缺乏新產(chan) 品的不利影響,然而這種不利的影響會(hui) 被非洲、亞(ya) 太、東(dong) 歐和中東(dong) 地區石化工業(ye) 的擴能所彌補;聚合催化劑的需求增速則將是所有催化劑品種中*快的,主要原因是非洲和中東(dong) 地區聚合物產(chan) 能的快速擴張;由於(yu) 加氫處理催化劑需求量穩步增長以及非洲、中東(dong) 和亞(ya) 太地區油品產(chan) 量較高,煉油催化劑需求也將非常強勁。全球都在通過減少車用燃料的含硫量來減輕空氣汙染,這將繼續增加催化劑的用量。
據Freedonia稱,未來5年全球催化劑市場需求的年均增速有望接近6%,到2012年全球催化劑市場份額將達到163億(yi) 美元。其中,北美市場占32%的市場份額,亞(ya) 太占31%,西歐占21%,東(dong) 歐、拉美占9%,非洲、中東(dong) 占7%。如果按需求量計算,未來5年全球催化劑有望以年均2%的速度增長,到2012年全球催化劑市場需求量將達到530萬(wan) 噸。
五、實際用途
催化劑在化工生產(chan) 中具有重要而廣泛的應用,生產(chan) 化肥、農(nong) 藥、多種化工原料等都要使用催化劑。
在化工生產(chan) 、科學家實驗和生命活動中,催化劑都大顯身手。例如,硫酸生產(chan) 中要用五氧化二釩作催化劑。由氮氣跟氫氣合成氨氣,要用以鐵為(wei) 主的多組分催化劑,提高反應速率。在煉油廠,催化劑更是少不了,選用不同的催化劑,就可以得到不同品質的汽油、煤油。化工合成酸性和堿性色可賽思催化劑。汽車尾氣中含有害的一氧化碳和一氧化氮,利用鉑等金屬作催化劑可以迅速將二者轉化為(wei) 無害的二氧化碳和氮氣。酶是植物、動物和微生物產(chan) 生的具有催化能力的蛋白質,生物體(ti) 的化學反應幾乎都在酶的催化作用下進行,釀造業(ye) 、製藥業(ye) 等都要用催化劑催化。
我們(men) 可在波茲(zi) 曼分布(Boltzmann distribution)與(yu) 能量關(guan) 係圖(energy profile diagram)中觀察到,催化劑可使化學反應物在不改變的情形下,經由隻需較少活化能(activation energy)的路徑來進行化學反應。而通常在這種能量下,分子不是無法完成化學反應,就是需要較長時間來完成化學反應。但在有催化劑的環境下,分子隻需較少的能量即可完成化學反應。
六、製造方法
製造催化劑的每一種方法,實際上都是由一係列的操作單元組合而成。為(wei) 了方便,人們(men) 把其中關(guan) 鍵而具特色的操作單元的名稱定為(wei) 製造方法的名稱。傳(chuan) 統的方法有機械混合法、沉澱法、浸漬法、溶液蒸幹法、熱熔融法、浸溶法(瀝濾法)、離子交換法等,現發展的新方法有化學鍵合法、纖維化法等。
1)離子交換法
某些晶體(ti) 物質(如合成沸石分子篩)的金屬陽離子(如Na)可與(yu) 其他陽離子交換。 將其投入含有其他金屬(如稀土族元素和某些貴金屬)離子的溶液中,在控製的濃度、溫度、pH條件下,使其他金屬離子與(yu) Na進行交換。由於(yu) 離子交換反應發生在交換劑表麵,可使貴金屬鉑、鈀等以原子狀態分散在有限的交換基團上,從(cong) 而得到充分利用。此法常用於(yu) 製備裂化催化劑,如稀土-分子篩催化劑。
2)發展中新方法
①化學鍵合法。
此法現大量用於(yu) 製造聚合催化劑。其目的是使均相催化劑固態化。能與(yu) 過渡金屬絡合物化學鍵合的載體(ti) ,表麵有某些官能團(或經化學處理後接上官能團),如-X、-CH2X、-OH基團。將這類載體(ti) 與(yu) 膦、胂或胺反應,使之膦化、胂化或胺化,然後利用表麵上磷、砷或氮原子的孤電子對與(yu) 過渡金屬絡合物中心金屬離子進行配位絡合,即可製得化學鍵合的固相催化劑,如丙烯本體(ti) 液相聚合用的載體(ti) ──齊格勒-納塔催化劑的製造。
②纖維化法。
用於(yu) 含貴金屬的載體(ti) 催化劑的製造。如將硼矽酸鹽拉製成玻璃纖維絲(si) ,用濃鹽酸溶液腐蝕,變成多孔玻璃纖維載體(ti) ,再用氯鉑酸溶液浸漬,使其載以鉑組分。根據實用情況,將纖維催化劑壓製成各種形狀和所需的緊密程度,如用於(yu) 汽車排氣氧化的催化劑,可壓緊在一個(ge) 短的圓管內(nei) 。如果不是氧化過程,也可用碳纖維。纖維催化劑的製造工藝較複雜,成本高。
七、使用發展
催化劑用量很少,一定要選用得當,*好使用混合型催化劑。無機酸、堿、鹽催化劑都有一定的腐蝕性和毒害性;有機類催化劑多數易燃,甚至有爆炸性,還有毒性,像三氟化硼一乙醚絡合物屬劇毒物,在處理、儲(chu) 存和使用時都要注意**。
催化劑的發展應是高效化、低腐蝕化、納米化、環保化。高效可以用量更少,低腐蝕可減少對設備的損害,納米化可使金屬氧化物催化劑效率更高,環保化有益於(yu) 健康和環境友好。
1)新型催化劑
英國劍橋大學研究人員,發明了一種新型催化劑,可在普通的酸堿度、溫度等條件下將水分解製備氫氣,由此得到的氫氣可用於(yu) 氫燃料電池等方麵。
2)我國催化劑發展過程
我國**個(ge) 催化劑生產(chan) 車間是永利铔廠觸媒部,1959年改名南京化學工業(ye) 公司催化劑廠。於(yu) 1950年開始生產(chan) AI型合成氨催化劑、C-2型一氧化碳高溫變換催化劑和用於(yu) 二氧化硫氧化的Ⅵ型釩催化劑,以後逐步配齊了合成氨工業(ye) 所需各種催化劑的生產(chan) 。80年代中國開始生產(chan) 天然氣及輕油蒸汽轉化的負載型鎳催化劑。至1984年已有40多個(ge) 單位生產(chan) 硫酸、硝酸、合成氨工業(ye) 用的催化劑。
為(wei) 發展燃料化工,50年代初期,石油三廠開始生產(chan) 頁岩油加氫用的硫化鉬 -白土、硫化鎢-活性炭、硫化鎢-白土及純硫化鎢、硫化鉬催化劑。石油六廠開始生產(chan) 費托合成用的鈷係催化劑,1960年起生產(chan) 疊合用的磷酸-矽藻土催化劑。60年代初期,中國開發了豐(feng) 富的石油資源,開始發展石油煉製催化劑的工業(ye) 生產(chan) 。當時,石油催化裂化催化劑*先在蘭(lan) 州煉油廠生產(chan) ,1964年小球矽鋁催化劑廠建成投產(chan) 。70年代中國開始生產(chan) 稀土-X型分子篩和稀土-Y型分子篩。70年代末在長嶺煉油廠催化劑廠,開始生產(chan) 共膠法矽鋁載體(ti) 稀土-Y型分子篩,以後在齊魯石化公司催化劑廠開始生產(chan) 高堆比、耐磨半合成稀土-Y型分子篩。60年代起中國即開始發展重整催化劑,60年代中期石油三廠開始生產(chan) 鉑催化劑,70 年代先後生產(chan) 出雙金屬鉑-錸催化劑及多金屬重整催化劑。在加氫精製方麵,60年代石油三廠開始生產(chan) 鉬-鈷及鉬-鎳重整預加氫催化劑。70年代開始生產(chan) 鉬-鈷-鎳低壓預加氫催化劑,80年代開始生產(chan) 三葉形的加氫精製催化劑。
為(wei) 發展有機化學工業(ye) ,50年代末至60年代初開始製造乙苯脫氫用的鐵係催化劑,乙炔加氯化氫製氯乙烯的氯化汞/活性炭催化劑,流化床中萘氧化製苯酐用的氧化釩催化劑,以及加氫用的骨架鎳催化劑等。60年代中期為(wei) 適應中國石油化工發展的需要,新生產(chan) 的催化劑品種迅速增多,至80年代已生產(chan) 多種精製烯烴的選擇性加氫催化劑,並開始生產(chan) 丙烯氨化氧化用的微球型氧化物催化劑,乙烯與(yu) 醋酸氧化製醋酸乙烯酯的負載型金屬催化劑,高效烯烴聚合催化劑以及治理工業(ye) 廢氣的蜂窩狀催化劑等。
八、催化劑失活原因
催化劑在全球各行各業(ye) 廣泛使用,未來無論在催化劑的科學理論研究、清潔能源的開發與(yu) 利用,環境保護與(yu) 提高經濟效益以及人類的生存環境的治理與(yu) 保護都有極大的發展前景。簡言之,人類的生存發展,吃穿住行離不開催化劑及其發展。
催化劑在使用過程中受種種因素的影響,會(hui) 急劇地或緩慢地失去活性。催化劑失活的原因是複雜的。可以歸納為(wei) 以下一些種類:
1)長久性失活。催化劑活性組分受某些外來成分的作用(中毒)而失去活性,往往是長久性失活。這些外來成分多是與(yu) 催化劑的活性組分發生化學反應或離子交換而導致活性成分發生變化。如酸性催化劑被堿中和,貴金屬催化劑被硫化物或氮化物中毒等。催化劑中毒的失活往往表現為(wei) 活性迅速下降。活性組分在使用過程中被磨損或升華造成丟(diu) 失也導致長久性失活,這類失活往往難以簡單地恢複。
2)活性組分被覆蓋而逐漸失活,是非長久性失活。如反應過程產(chan) 生的積碳,覆蓋了活性組分或堵塞了催化劑的孔道,使反應物無法與(yu) 活性組分接觸。這些覆蓋物通過一定的方法可以除去,如被積碳而失活可以通過燒炭再生而複活。
3)錯誤的操作導致催化劑失活,如過高的反應溫度,壓力劇烈的波動導致催化劑床層的混亂(luan) 或粉碎等,這類失活是無法恢複的。
石化院瞄準氮氧化物減排攻關(guan)
氮氧化物其本身及二次汙染物都可能對生態環境造成危害。《國內(nei) 環境統計公報》顯示,從(cong) 2006年開始,我國氮氧化物的排放快速增長,2011年,中國氮氧化物的總排放量達到曆史*高。石油化工行業(ye) 加強氮氧化物控製和處理迫在眉睫。
為(wei) 保護生態環境,履行社會(hui) 責任,把中國石油打造成環保綠色生產(chan) 的領跑者,集團公司對氮氧化物的減排高度重視,在科技管理部大力支持下,石化院開展了氮氧化物減排研究,並將戰略重心集中在SCR技術上。
經過艱苦攻關(guan) ,石化院用短短一年時間開發出自主知識產(chan) 權的SCR催化劑,會(hui) 同工程建設公司大連設計分公司積極開展工藝工程研究,進入工業(ye) 試驗。自今年6月8日以來,在以自主技術建設的慶陽石化催化裂化煙氣SCR脫硝裝置穩定運行,環保效果顯著,已完成氮氧化物減排近50噸。
標定結果顯示,經脫硝裝置處理,出口氮氧化物濃度平均值為(wei) 47.9毫克/立方米,氨逃逸平均值0.28微升/升,遠低於(yu) 設計值100毫克/立方米、3.0微升/升。這些數據展示了石化院的科技力量,為(wei) 中國石油的環保事業(ye) 添上了濃墨重彩的一筆。
脫硝催化劑在中國石油誕生
SCR作為(wei) 已廣泛應用於(yu) 煙氣脫硝的技術,其核心是催化劑。有著深厚技術積澱的石化院蘭(lan) 州中心,一群矢誌環保發展的年輕人在啃下“橡膠廢水處理”這塊硬骨頭後,又馬不停蹄地擔起SCR脫硝催化劑研發任務。
技術審定和規劃、文獻調研、設備采購調試、實驗設計、載體(ti) 種類考察、活性組分篩選、焙燒方法選擇……各項工作**開花,項目組成員“五加二”“白加黑”開啟超負荷運轉模式。與(yu) 時間賽跑,與(yu) 效率比拚,他們(men) 終於(yu) 完成了一件“不可能完成的任務”。
經過幾百次催化劑成型試製與(yu) 小試,終於(yu) 確定兩(liang) 個(ge) 催化劑PDN-101和PDN-102。後經立方級放大,對PDN-102催化劑進行了長周期試驗室綜合性能評價(jia) 。在科技管理部組織的論證會(hui) 上,專(zhuan) 家組一致認為(wei) ,蘭(lan) 州中心研發生產(chan) 的SCR催化劑活性指標達到國標要求,已達到工業(ye) 應用水準,應加速其產(chan) 業(ye) 化進程。科技管理部隨後下達在積極推進自有技術應用的慶陽石化FCC裝置上進行工業(ye) 試驗的任務。
自有技術在慶陽石化產(chan) 業(ye) 化
石化院項目組在催化劑製備廠全程監督指導生產(chan) 製備60立方米工業(ye) 催化劑,並組裝40個(ge) 標準模塊。慶陽石化的脫硝設備改造、催化劑裝填、分析方法建立……任務一個(ge) 接一個(ge) ,大家繃緊的神經沒有一絲(si) 放鬆。
2015年12月15日,慶陽石化改造後的脫硝餘(yu) 熱鍋爐裝置建成。2016年2月1日,裝置進出口煙氣濃度變化連續監測空白試驗完成。6月5日,過渡試驗完成。6月8日,正式噴氨。5分鍾後,脫硝出口的氮氧化物就出現明顯降低。催化裂化SCR煙氣脫硝催化劑在慶陽石化160萬(wan) 噸/年催化裂化SCR脫硝裝置上一次開車成功。
如今的慶陽,高起的塬上一座新城煥發著勃勃生機;城南偏西,慶陽石化公司煉油裝置塔林聳立,在老區的藍天下格外耀眼。可以說,為(wei) 了華夏大地上滿滿的“中國藍”,來自中國石油石油化工研究院的科研人員正與(yu) 威脅“中國藍”的氮氧化物做著持續的鬥爭(zheng) 。(本文由石化緣整理發布,轉載請注明!)