稀土在石油化工(gōng)中的應用?

   石油(yóu)煉(liàn)製與化工是稀土(tǔ)應用的(de)一個重要域,也是使用並消耗稀土的大戶之一(yī)。在石化工業中,催化技術占有極其重要(yào)的地位,稀土主要被用於製備含稀土的催化劑,應用在各種催化反(fǎn)應過程之(zhī)中。

  在石油煉製方麵,由於我國的原(yuán)油偏重,用(yòng)蒸餾的方法隻能得到約(yuē)30%的輕質油。剩下的重質油可通過二次加工,進一步獲得汽油和(hé)柴油等輕質油品。催化裂化是我(wǒ)國重油輕質化的重要二次加工手段,我國70%以上的汽油和30%以上的柴油均來自(zì)催化裂化。
     采用超細微粉(fěn)磨加工後的稀土其活性(xìng)強,在催化劑的應用(yòng)中表現突出,已經成為我(wǒ)國稀土催化劑未來主要(yào)的努力方向(xiàng)。經過科利(lì)瑞克(kè)超細微粉(fěn)磨加工稀土(tǔ)可將稀土加工到300-3000目,加工後的(de)稀土表麵(miàn)積比(bǐ)明顯增大,和(hé)其(qí)他物料的接觸(chù)麵積增加,化(huà)學反應加劇。拓展了稀土的應用範圍(wéi)。

  催化裂化是烴類分子在酸性固體催化劑存在下進行催(cuī)化反應的過程。自六十年代以來(lái)使(shǐ)用高活性的沸石分子篩裂化催化劑,稀土作(zuò)為一個(gè)組(zǔ)分被引入到裂化催(cuī)化劑中,從而,開(kāi)創(chuàng)了稀土在裂化催化劑中(zhōng)應用的新局麵。我(wǒ)國在七十年代也(yě)開發成功了稀土分子篩催化劑,並實(shí)現了工業規模的生產和使用。隨著國民經濟的發展(zhǎn),
原油加工能力(lì)不斷擴大,催化裂化的處理量已為原油加工能力的36%。裂化催化劑的產(chǎn)量,質量和品(pǐn)種也有了很大的發展,稀(xī)土(tǔ)在其中繼續發揮著它的重要作用。本文將重點介紹近年來稀土(tǔ)在裂化催化(huà)劑中的應用情況,對於稀土在環保類型催化劑中我們所涉及的一些工作,也將作一簡(jiǎn)單介紹。

    目(mù)前,沸石分子篩是裂化催化劑中必不(bú)可少的活(huó)性組分(fèn)。所用的合成分子篩,是一種結晶的鋁矽酸鈉,隻有當其孔道中的鈉離子(zǐ)被H+,NH+4及其它金屬陽離子交換後,它才能呈(chéng)現出固(gù)體酸性,具有催化作用。輕稀土(La、Ce、Pr…)離子為(wéi)三價陽離子(zǐ),對沸石分子篩有親和力易於交(jiāo)換,且交(jiāo)換後的分子篩晶體結構穩定性好,
活性高,對(duì)汽油的選擇性好。因此(cǐ),自1962年(nián)初次在工業上應用,很快就創(chuàng)紀錄的在工業(yè)上迅(xùn)速推(tuī)廣應用。美(měi)國1964~1974年(nián),稀土在裂化(huà)催化劑(jì)中的用量增加了十倍。

  我國自(zì)七十年代中期開始生產和使用稀土分子篩催(cuī)化劑,到(dào)1983年稀土在裂化催化劑中的用量己為1976年的五(wǔ)倍。近年來,隨(suí)著催化裂化生產能力的擴大,裂化摧化劑的產量己接(jiē)近8萬噸,稀土的年消(xiāo)耗(hào)量也超過了1800噸。

一、稀土可改善催化劑的抗釩汙染(rǎn)性能(néng)

  以前,我國催化裂化的(de)原料油中釩含量較低,鎳含量高。九(jiǔ)十年代以後,隨著(zhe)新疆原油和中東高釩原油加工(gōng)量(liàng)的逐年(nián)增加,使催化裂化原料油中的釩含量迅速增加,對裂化催化劑的抗釩汙染(rǎn)能力要求也就高了。

  釩的影(yǐng)響主要是造成催(cuī)化劑中沸石晶體的崩塌,催(cuī)化(huà)劑基質因熔化而燒結,使催化劑永久性中毒,對催化裂化(huà)反應及裝置(zhì)效益(yì)影響很大。通過添加一(yī)些特殊的捕釩組分,可(kě)以改善(shàn)催化劑基質的容釩能力,減少釩對分子篩的破壞。稀土氧化物(wù)恰
好也是(shì)一種有效的抗釩組分。在(zài)催化劑(jì)基質中,添加一定量的稀土氧化(huà)物,在高釩汙(wū)染時,可(kě)減緩催化(huà)劑活性的下降(見表1)。

  此外,根據不同的製備工藝,稀土氧化物在調節催化劑及基質的酸性方麵(miàn),也能發揮(huī)一定的作用。因此,近年來盡管由於提高汽油(yóu)辛烷(wán)值和渣油(yóu)加工的需要,沸石分子(zǐ)篩中的稀土含量有明顯下(xià)降,但稀土還在催化劑中起著重要作用。


二(èr)、稀土(tǔ)在塑料中(zhōng)的應用(yòng)

 

  塑料工業是重要的基礎原(yuán)材料工業(yè),稀土化合物在塑料工業中主要被用作塑料助劑,並(bìng)已在塑料加工中表現出良好的性能。塑(sù)料助劑(jì)是塑料製品工(gōng)業中不可缺少的原材料。塑料助劑不僅能顯著地改善塑料的加(jiā)工性能和使用(yòng)性(xìng)能,而(ér)且(qiě)可以降低其生(shēng)產成本、降低能耗、提高生產效率。因此,塑(sù)料助劑對塑料工(gōng)業的發展(zhǎn)具有不可忽視的重要作用。

  目前稀土在塑(sù)料中主要作為稀土無毒(dú)熱穩定劑、稀土改性劑、稀土光(guāng)致發光劑、稀土磁性劑等。

2004年我國(guó)在這方麵的突出應用有以下幾個方麵:

  1.衡水精信化工集(jí)團有限公司研製開發成功廣泛用於生產(chǎn)PVC門窗異型(xíng)材、管材的新型高效PVC稀土複合穩(wěn)定劑(jì)。該產品具有塑化性能好、製品光潔(jié)度高、分散(sàn)性(xìng)優(yōu)良等(děng)特點。特(tè)別是針對稀土元素在複合材料中的應用進行了技術創新和(hé)研究,使(shǐ)產品在熱穩定體係、內(nèi)外(wài)潤滑體係(xì)、改性增韌(rèn)體係等方麵顯示出優(yōu)越性能,大大提高了產品的物理性能、力學性能(néng)、熔接性能,製(zhì)品的(de)高溫熱(rè)穩定性也得到提升,同時其抗老化功能、抗靜電功能也有(yǒu)所提高,光潔(jié)度加持久。


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