一般而言,衡量一个化工催化剂的质量与效率,主要是活性、选择性和稳定性这3项综合指标。与这3项相关的还有,催化剂的机械强度、抗毒性、几何物理性质、宏观和微观的物理结构、经济性能等。催化剂活性
根据催化剂的定义和作用,催化剂的活性是指催化剂加快反应速率的程度的一种度量。严格地说,催化剂的活性应该是指催化反应速率与非催化速率之间的差值。由于通常情况下非催化 速率小到可以忽略,所以催化剂的活性就是催化反应速率。表达催化剂活性的还可以是转化频率或转化率。
(1) 反应速率:反应速率的定义为用单位时间内反应物或生成物的物质的量来表示。
由于反应速率还与催化剂的体积、质量或表面积有关,所以引进比速率的概念,分别用体积比速率、质量比速率和面积比速率。
在某些情况下,用催化剂单位质量作为标志,表示催化剂的活性比较方便。
在化工生产中,催化剂的生产能力大多数是以催化剂单位体积为基准,所以这是反应速率应该以单位溶剂表示。
当比较固体物质的固有催化剂性质时,应当以催化剂单位面积上的反应速率作为标准,因为多项催化反应仅在固体的表面发生。随着炼油能力的不断提高,油品标准的日趋严格,化工原料需求的持续增加,炼油催化剂消费量一直处于稳定增长态势。其中,增幅快的是新兴经济体和发展中国家。由于各国及各地区经济发展水平、炼油能力、油品与化工原料需求等存在差异,对炼油催化剂的需求各不相同;即使是同一类催化剂,在不同地区其需求量也各有不同。例如:对于催化裂化(FCC)催化剂,增产低碳烯烃类催化剂在北美需求中位列;而在亚洲,排在的是增产汽油类催化剂。FCC催化剂需求多的地区当属北美和亚太地区,2017年,二者炼油催化剂需求量分别占的40%及30%以上。
炼油工艺的改进对于成熟的炼油行业来说进展不会很大。但是,由于各炼厂的原料、产物和装置结构不同,对于采用针对性更强的催化剂以得到理想的产物或化工原料而言,选择适应性或选择性更好的催化剂,可以解决不同炼厂、不同装置的关键问题。
清洁燃料的应用范围不断扩大,促使FCC原料预处理及催化汽柴油后处理装置能力的增加,造成加氢类催化剂尤其是加氢处理催化剂的用量不断增多,其市场份额占炼油催化剂的三分之一。其中,汽柴油加氢处理催化剂在其中的作用不可低估。
我国清洁燃料的进程在不断加快,未来与其相应的催化剂需求量也会不断增加。开发出适用于我国汽柴油结构的活性更高、选择性更佳、成本更低、使用周期更长的汽柴油加氢处理催化剂,对于清洁燃料质量升级具有深远意义。
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