Характеристика каталізаторів процесу

Алюмосилікатні каталізатори ( як природні так і синтетичні) є високо пористими речовинами із питомою поверхнею від 100 до 600м2/г. Спочатку у якості каталізаторів використовували природну активну глину – каолін. Для очищення поверхні каталізаторів їх обробляли сульфатною кислотою. У результаті такої обробки із природного алюмосилікату видаляється натрій, калій, кальцій та залізо, які є небажаними компонентами. Сучасні алюмосилікати є синтетичними речовинами.

Синтетичні каталізатори мають аморфну структуру. Їх добувають взаємодією розчинів рідкого скла та сульфату алюмінію Al2(SO4)3.При змішуванні розчинів утворюється гідро золь алюмосилікату натрію Na2O∙Al2O3∙21SiO2, який потім переходить у форму гідрогелю. При цьому у вихідний розчин сульфату алюмінію додають сульфатну кислоту, що дозволяє регулювати рН суміші та швидкість коагуляції. Швидкість коагуляції значно впливає на структуру алюмосилікагелю, який утворюється. На сучасних установках використовують мікросферічний каталізатор розміром від 0,2 до 1,5 нм. Сферична форма сприяє меншому стиранню каталізатора та знижує ерозію апаратів реакторного блоку , де циркулює каталізатор.

Зараз на багатьох установках використовують каталізатори нового типу – на основі цеолітів. Це дозволяє збільшити вихід бензину та удосконалити процес каталітичного крекінгу.

Природні цеоліти – це мінерали, які складаються із водневих розчинів алюмосилікатів кальцію, натрію та інших металів. Цеоліти – це речовини із кристалічною структурою та однорідністю пор. Цеоліти для процесу каталітичного крекінгу – це синтетичні речовини ,які містять кремнезем (із мольним співвідношенням SiO2:Al2O3 від 4:1 до 10:1). Натрієва форма синтетичних цеолітів найменш каталітично активна. Найбільш активні двовалентні форми – кальцієва, марганцева , але саму високу активність цеолітам дають лантан, празеодим та самарій. Чисті цеоліти дорогі та надмірно активні , на практиці використовують речовину , яка складається із 3-15% цеоліту та аморфного алюмосилікату.

Вимоги до каталізаторів, які використовуються у каталітичному крекінгу наступні:

- активність каталізатора повинна зберігатися достатньо довго при експлуатації установки;

- каталізатор повинен бути селективним ( тобто давати максимальний вихід бензину);

- каталізатор повинен бути термічно стійким;

- каталізатор повинен бути механічно міцним;

- каталізатор повинен бути стійким до отруєння сірчистими, азотними та металоорганічними речовинами;