沸石分子筛的发展及在石油化工中的应用

无机合成期末小论文

之

沸石分子筛的发展及在石油化工中的应用

1103416

应化< /p>

11-5

班

王同

沸石 是一种低密度、

软性的矿石。

这种矿石有一种特殊性质．

即在水中煮沸时会冒泡．

因

此把它叫做沸石。 沸石有交换离子的性质

,

用于核能废水中阳离子处理剂、工业废 气的吸收

剂和工业废水的净化荆等。

直到五十年代后期，

发现在沸石结构内部能进行催化反应，

这一

发 现标志着沸石催化研究的真正起点。

由于分子筛的多样性和稳 定性，

它的独特的选择与择形选择相结合的性能已经在吸附分

离 、催化及阳离子交换工业上广为应用。低硅铝比沸石被称为第一代分子筛；以

ZSM

一

5

为代表的高硅三维交叉直通道的新结构 沸石，

称之为第二代分子筛；

非硅、

铝 骨架的磷酸铝

系列分子筛，这就是第三代分子筛。

目前同天然产物具有相同结晶结构的拂 石以及按分

类属于非天然产的沸石．

太多数都能够人工合成出来 。

天然产的沸石其化学组成是碱金属或

碱土金属的硅铝酸盐，而 合成沸石是硅铝酸钠。

至于沸石的催化机理，

首先反应物分子必须小于沸石分子洞口，

分子才能进行分子筛内，

其次进入分子筛后发生路易斯酸催化反应，

最后生成产物分子必须适合从洞口 出来，

这样才

能使催化完成。

沸石分子筛在石油化工中的应用主要包括：

1

催化裂化

2

分子重排

3

分子间的偶合

4

碳

碳键的生成

5

异构化

催化裂化包括：

1

< br>流化催化裂化：流化催化裂化是最早应用拂石催化剂的，其主要目的是使生产能力和汽油

< br>馏分的辛烷值达到最大，

并使副产物最少。

在这类催化剂 中，

目前应用的主要是由稀土离子

交换的具有较好的稳定性及较 高硅铝比的

Y

型沸石。

2

加氢裂化：加氢裂化是石油馏分在载有金属和具有酸功能的催化剂存在下， 在高氢分压下

的裂化，其沸石催化剂的用量居第二位。大孔径

Y

，

x

型沸石和丝光沸石最适宜石脑油的 加

氢裂化。但对于重质原料最好选用稀土离子交换的高硅八面沸石。

3

选择性裂化：在石油加工过程中应用

< br>ZSM

一

5

作催化剂，其中直链 烷烃择形催化裂化为

汽油馏分．在

ZSM

—

5

中，链烷烃的裂化率随着链烷烃分子长度的增大而增加， 随孔遭的

有效直径的减少而减少。这对辛烷值的提高是很理想的。

X

、

Y

、

z

型的大孔径沸石和丝光

沸石也可用作上述反应的催化剂，但失活 较快。

分子重排包括：