稀土在炼油催化剂中的应用

赵檀 郭金涛 孙生波

摘 要：我们在工业的生产和制造过程中，通成使用某一种材料来改变物质化学反应过程的速度和速率，而材料本身不发生化学变化，材料不被消耗，这种材料我们称之为催化剂。使用催化剂使物质反应速度加快的催化剂我们称之为正催化剂，使用催化剂使物质反应减慢的催化剂我们称之为负催化剂。稀土材料中除了少数直接使用稀土外，大多数都以化合物的方式使用。含有稀土化合物的催化剂我们称之为稀土催化剂。稀土催化剂具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点。

关键词：稀土;催化剂;炼油

引言：

催化效果之所以会发生裂化其主要原因在于：稀土离子能够完全替代沸石晶格中的某些重要成分，从而导致离子之间交换过程中产生大量能量，致使沸石发生催化裂化的现象，当然这也是其他炼油催化剂发生作用的原理所在。离子发生交换现象以后，稀土离得质量持续增加，能占据沸石质量的百分之十以上。一般情况下用于催化裂化的物质主要是是一些氧化物质，最具代表性的为：铈、镧、钕和镨等等，他们在催化效果方面具有普遍的特性。

稀土能够将沸石的活性逐步提升，使其在再生器蒸汽焙烧环境中能够保持基本品格不变化的同时实现脱铝的效果。通过脱铝反应，稀土交换过程中的催化剂酸性中心浓度也会不断的提升，从而使得催化剂的活性变得更为活跃。

稀土交换能够对渣油催化裂化过程产生重要的影响，这主要是由于在渣油催化裂化过程中对催化剂所发生反应的环境要求十分刻薄，对催化剂水热稳定性这一特点的要求极其高。催化剂活性不断提升结果就是改变了其进行裂化的次数，在其裂化反应的过程中能够产生大量的高价值液体分离，而氢转移反应过程中则能够将汽油的化学分子发生差异性变化，从而出现新的化学物质。

一、石油裂化催化剂

我们生产生活中大量使用的燃料油分为轻质燃料油和重质燃料油，通过原油蒸馏（一次加工），我们得到的只有轻质燃料油，剩下的重质馏分和渣油只能作润滑油基础油原料和重质燃料油。重质燃料油再通过催化裂化、催化重整、催化加氢、焦化、减黏裂化、烷基化（二次加工）等等一系列方式得到轻质燃料油。而稀土催化剂具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点，在加工重质燃料油的工程中，使得催化裂化、催化重整、催化加氢等过程发生急剧的变化。

稀土种类多，添加稀土的催化剂在催化过程中就有很多的应用。首先，催化剂在催化反应过程中，形成很容易被分解的某种“中间产物”，反应过后，分解“中间产物”恢复催化剂的化学成分。其次，催化劑在反应过程中作为吸附物存在，在化学反应过程中吸附很难被分解的杂质，从而分离出含有杂质的催化物。由于稀土种类众多，存在广泛，所以使用含有稀土的催化剂就有了广泛的作用。

催化剂石油工业中重要采用两种催化裂化方式，在一是催化裂化的主催化剂：？分子筛除稀土-y型分子筛;二是生产汽油、柴油和液化石油气的石油炼制催化裂化过程中的催化剂：超稳氢-y型分子筛。采用分子筛除稀土-y型分子筛催化剂进行催化裂化石油时，可大幅度的提高原油的转换率，提高了燃料油的产量，增强燃料油的质量。分子筛除稀土-y型分子筛催化剂催化石油的过程中，使用方便，催化量大，催化出的燃料油质量高，催化剂损耗低，具有可持续使用的优点。

二、稀土汽车尾气净化催化剂

随着人们生活的越来越好，环境污染也日渐加重，人们的环保意识也开始重视起来。空气污染物有相当大一部分来自汽车尾气，汽车的大量普及以及人们出行的越来越多，汽车尾气的排放污染引起人们愈加重视，成为政府主要的治理目标。其一，减少汽车的出行量，鼓励人们乘坐公共汽车以及使用电动车;其二，出台相关的法律法规，规范汽车的尾气排放。1970年美国制定了空气清洁法律体系，1983年我国也制定了汽车污染物排放标准和测量方法。其三，安装发动机及尾气净化措施，就是在汽车的排气系统中安装各种尾气净化装置，减少汽车污染物的排出。安装汽车催化净化装换装置是有效的方式。

用于汽车尾气净化的催化剂有很多，一般催化剂主体中含有Yt.T2h，Pd等贵金属，虽然效果好，但价格高，经济性低，不实用，而稀土催化剂在保证催化剂效果不变的情况下，大幅度减少贵金属的的实用，并改善了催化剂的效果。

汽车排放的主要污染物有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳和微粒物。其中一氧化碳和氢氧化合物会使人体中毒，氮氧化合和物微粒物是导致雾霾的主要成分.。汽车尾气净化稀土催化剂主要是经一氧化碳、碳氢化合物还原化合物等有害物质转换成二氧化碳和水，经氮氧化合物还原成氮气，减少污染物的排放，还可以和汽车尾气中含有的硫、铅、磷等氧化物发生化学反应，转换为对人体无害且稳定的物质。因此，含有稀土的汽车尾气催化剂具有价格低，化学反应稳定，寿命长等特点。

三、合成橡胶用的催化剂

在合成橡胶的生产工艺工程中，传统的采用金属催化剂，但这种催化剂存在着严重的环境保护问题，因此，稀土催化剂就给了人们很大的方便及应用。稀土催化剂以其独特的优势受到了社会民众的广泛喜爱，其在使用的过程中能够将石油中的乙烯、丙烯、丁烯和芳香烃等成分进行重组，形成性能极好的橡胶制品。

结语：随着社会的不断发展和进步，越来越多的工业资源开始出现，稀土就是其中的一种，其能够在提升炼油催化剂效果的同时实现对社会环境的保护，成为了一种深受社会民众喜爱的稀有资源，本文就是以此为研究内容，旨在更好的促进稀土在炼油催化剂中的应用。

参考文献：

[1]我国钢铁企业烟粉尘排放现状及控制对策[J]. 张革，孙文强，蔡九菊.  中国环保产业. 2015（06）

[2]炼焦工序烟粉尘排放及控制对策分析[J]. 李小玲，蔡九菊，孙文强，赵亮，董金玲.  冶金能源. 2015（04）

[3]国土资源部发文答复稀土资源保护与平衡利用提案[J]. 本刊.  稀土信息. 2015（10）

[4]我国钢铁企业生存现状及应对策略分析[J]. 张月.  中外企业家. 2015（35）

作者简介：

赵檀（1982.12），性别：男，民族：汉，籍贯：黑龙江省哈尔滨市，当前职称：工程师，学历：硕士，研究方向：加氢催化剂与加氢工艺.