高效率、高选择性催化剂――分子筛
在石油炼制中，裂化过程使较大的烃类分子裂解为较小的分子，每桶石油能生产出汽油的最大量取决于裂化过程的效率。如果操作不正确，裂化可能导致甲烷和乙烷等气体以及被称为油焦的相对分子质量高的组分的生成，而这些是不能用来制造汽油和其他运输燃料的。如果使用高度优化的催化剂，70％以上的裂化产物最终能作为运输燃料。 1936年，用酸洗过的天然粘土作为石油裂化催化剂，这是分子筛催化剂的先导。随后，又使用无定形的氧化硅-氧化铝固体，可获得较高的裂化效果。到了20世纪50～60年代，才发现使用以沸石为基础的石油裂化催化剂可以显著提高裂化效率。 以沸石为基础的催化剂称为分子筛催化剂。分子筛是一种结晶型的铝硅酸盐，其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，而将直径比孔径大的分子“统统拒之门外”，因此它能将混合物中的分子按大小加以筛分，故名分子筛。分子筛有天然沸石和人造沸石两种。天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中形成，但它的资源毕竟有限，而且由于产地不同，天然沸石的组成和性质经常发生变化，难以成为理想的催化剂。因此，化学家就设法利用严格控制纯度、组成和性质的方法，仿照天然沸石的结构进行人工合成，这样合成出来的具有高效催化性能的物质称为合成沸石分子筛，它是一种结晶型的水合铝硅酸盐，化学式为M2•mH2O，式中M为金属。它是一种多孔物质，晶体中有均匀的孔结构。分子筛的上述特性使它在作为催化剂上表现为优良的择形性（形状选择性）。由于分子筛的催化作用一般发生在晶体内空间，因此分子筛的孔径大小和孔道结构对催化活性和选择性有很大影响。分子筛具有规整而均匀的晶体内孔道，且孔径大小接近于分子尺寸，这就使得分子筛的催化性能随反应物分子、产物分子或反应中间产物的几何尺寸的变化而发生显著变异，适合于提高催化剂的高效和高选择性。 分子筛催化剂除了用于石油催化裂化之外，还用于加氢裂化、烷烃异构化、二甲苯异构化、乙苯合成以及甲醇合成汽油等。页:
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