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觸媒載體活性炭及活性炭催化劑的應用

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觸媒載體活性炭及活性炭催化劑的應用

發布日期:2015-08-12 10:18 來源:http://www.happyabandonmusic.com 點擊:

  活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳?;钚蕴繌V泛應用觸媒載體、于煉油行業、化學工業、農藥工業、機動車輛配套、食品飲料、民用環保、航天航空以及新能源等領域。


  說明:是由活性炭形成的催化劑,活性炭本身是具有催化活性的物質?;钚蕴吭诼然?,脫氯化氫等的鹵化,脫鹵化,脫硫等反應以及氧化,烷烴的氧化脫氫,脫氫及分解,異構化等各種化學反應中呈現活性,并已在工業上使用。有關自由基的催化反應很多,估計表面積大且在活性炭表面存在有自由基、含氧官能團而且其電子性能優良是其具有催化性能的主要原因。預先引入表面官能團可制成各種改性的活性炭。


  生產方法


 ?、僬羝?、氣體活化法。利用水蒸氣或二氧化碳在850~900℃將碳活化。

 ?、诨瘜W活化法。利用活化劑放出的氣體,或用活化劑浸漬原料,在高溫處理后都可得到活性炭。

 ?、蹖⑻炕眠^熱蒸汽、氨、或空氣共同家熱至高溫活化或將未碳化原料用氯化鋅、氯化銨、氯化鈣、硫酸、磷等浸漬后在低溫碳化,再灼燒活化而得。凈化用碳,在活化后需用酸或堿處理。


  催化劑特性活性炭具有微晶結構,微晶排列完全不規則,晶體中有微孔(半徑小于20〔?!?10-10米)、過渡孔(半徑20~1000)、大孔(半徑1000~100000),使它具有很大的內表面,比表面積為500~1700米2/克。這決定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物、色素等。工業上應用活性炭還要求機械強度大、耐磨性能好,它的結構力求穩定,吸附所需能量小,以有利于再生?;钚蕴坑糜谟椭?、飲料、食品、飲用水的脫色、脫味,氣體分離、溶劑回收和空氣調節,用作催化劑載體和防毒面具的吸附劑。新型催化劑活性炭孔隙發達,比表面積大,尤以微中孔容積大而獨具優點。椰殼活性炭催化劑,是在椰殼活性炭的碘質是900以上的基礎上,而改性催化活性炭的碘值則達到1300以上,催化劑是一種很細小的炭粒有很大的表面積,而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力,由于炭粒的表面積很大,所以能與氣體(雜質)充分接觸。當這些氣體(雜質)碰到毛細管被吸附,起凈化作用?;钚蕴看呋瘎V泛應用于高純度氣體、液體、石化行業中作為催化劑載體。也可以用于石化行業脫硫、脫臭等應用。


  1. 觸媒載體活性炭的選擇


  在化工合成中催化劑是很常用的,選擇一種好的觸媒,必須先選擇一款好的載體,活性炭由于比表面積大,孔徑發達,雜質低,強度高等特點,廣泛應用觸媒載體及催化劑。


  新型高強度中孔、大孔柱狀觸媒活性炭載體替代氧化鋁催化劑載體及煤質活性炭觸媒載體,柱狀4mm活性炭載體具有大比表面積(1400-1800cm2)、有效孔徑發達(2-10納米比例達70%)、低雜質、高活性、使用壽命長的特點,觸媒擴散性大大提高,在較小負載比例就能得到較高活性,在苛刻條件下試驗表明,在保證轉化率及收率的情況下,與煤質活性炭為載體的催化劑對比衰減明顯下降、壽命大大增長,從而達到節能減排、清潔生產的要求。


  2. 觸媒載體活性炭的種類及應用


  新型催化劑載體碳


  貴金屬催化劑用載體活性炭


  A、粉狀活性炭:國內新型的載體炭可達國際同類產品性能,活性高,具有大比表積面積(1500-2000 m2)和豐富的中孔容積,20-50 A。中孔容占總孔容的50%以上)和超純特點,碳含量90-99%,灰份1-2%,適用于催化劑及催化劑載體(鈀催化劑、釕催化劑、銠催化劑、鉑催化劑),貴重金屬回收及金剛石行業。已在國內數十家科研單位及使用廠家得已應用。 100目,200目,325目過90%,40-100目 可選


  B、柱狀活性炭:適用于附載鈀Pd、鉑pt、釕Ru、鎳Ni等貴金屬催化劑應用于石油化工加氫催化裂化反應、林產化工加氫催化反應、醫藥化工加氫催化反應及制冷劑/食品等行業 ,直徑3mm、4mm可選,強度大于99.9%,高比例的中孔率20-100 A。中大孔容占總孔容的70%以上。


  C、球形顆?;钚蕴浚哼m用于鉑、釕等貴金屬催化劑載體及制冷劑/食品等行業6-8目,顆粒狀, 堆積密度=0.30 克/毫升,比表面積: 1750 平米/克,孔容積: 1.4 立方厘米/克,中孔率: >70%,吸附性能: 良好


  D.椰殼顆粒載體炭: 4×8目、6×12目、16×30目、20×50目、40×60目、50×80目、50×100目 比表面積:1100cm2-1800cm2可選,中孔,大孔,微孔可調控.


  貴重金屬催化劑


  適用于醫藥和化學工業中,石化行業催化劑載體(鈀、鉑、銠)對苯二甲酸加輕工藝,例如在合成噻嗎心安、氟呱啶、合成甲苯二異氰酸酯,在己內酰胺精制松香加氫與歧化等反應均以活性炭載鈀(鈀炭)為催化劑。在精對苯二甲酸生產中,對苯二甲酸加氫精制除去其中的對羧基苯甲酸時也用活性炭載鈀催化劑。


  活性炭作為催化劑和催化劑載體 活性炭重要用途之一是作催化劑載體和助催化劑,也可直接用作催化劑。


  3.活性炭在催化劑載體上的應用如下:


 ?。?)異構化作用 用鎳—炭催化劑使植物油(如棉籽油、亞麻油、菜籽油等)異構化,從非共軛的油變成共軛的形式。


 ?。?)氫化、脫氫和脫氫芳構化,環化及異構化作用:用載鈀或鉑的活性炭作催化劑可起到這種催化作用。


 ?。?)烯烴的低壓聚合作用 用含鎳、鈷或它們的氧化物的活性炭作催化劑能使烯烴聚合。


 ?。?)合成纖維 在維尼綸生產上用含醋酸鋅的活性炭作催化劑,使乙炔和醋酸合成醋酸乙烯酯。


 ?。?)松香再加工 用含鈀的活性炭作催化劑生產岐化松香和氫化松香等。


 ?。?)合成氯乙烯 用含二氯化汞的活性炭作催化劑,使乙炔和氯化氫合成氯乙烯。


  4.活性炭作催化劑方面如:


 ?。?)制造過氧化氫 用活性炭覆蓋的多孔管作陰極,使從陰極上放出的氫同壓入的氧作用生成過氧化氫。


 ?。?)使硫化氫轉化為元素硫 活性炭能吸附硫化氫并使氧化成元素硫,以除去氣體中的硫化氫。


 ?。?)活性炭催化均四氯乙烷脫HCl制備三氯乙烯、甲烷裂解制氫活性炭催化劑


 ?。?)水的脫氯作用 活性炭能起吸附和催化兩種作用,從水中除去氯。


 ?。?)吡啶催化氯化合成四氯比啶,百菌清合成催化劑等


 ?。?)用于生產光氣,三聚氯氰,氯乙烷,鹵化磺酰,農藥中間體.由于活性炭的催化作用能使氯和一氧化碳反應生成光氣;使二氧化硫和氯反應生成硫酰氯;使氯和氫反應生成氯化氫;使溴和水蒸汽反應生成氫溴酸;使硫酸亞鐵氧化硫酸鐵;以及作為三聚氯氰聚合物反應的催化劑載體


  總結:隨著新技術、新工藝的廣泛應用,新型催化劑不斷推出,對載體的要求也不斷提高、新型觸媒載體需求將不斷上升,從化學反應特點上看,載體比表面積大,中大孔發達,強度高,雜質少低灰、不同表面官能團等影響催化劑的活性及穩定性。木質柱狀活性炭,椰殼柱狀活性炭等產品將大有作為。


相關標簽:煉油催化劑

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