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催化劑活性
根據(jù)催化劑的定義和作用,催化劑的活性是指催化劑加快反應(yīng)速率的程度的一種度量。嚴(yán)格地說,催化劑的活性應(yīng)該是指催化反應(yīng)速率與非催化速率之間的差值。由于通常情況下非催化 速率小到可以忽略,所以催化劑的活性就是催化反應(yīng)速率。表達(dá)催化劑活性的還可以是轉(zhuǎn)化頻率或轉(zhuǎn)化率。
(1) 反應(yīng)速率:反應(yīng)速率的定義為用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量來表示。
由于反應(yīng)速率還與催化劑的體積、質(zhì)量或表面積有關(guān),所以引進(jìn)比速率的概念,分別用體積比速率、質(zhì)量比速率和面積比速率。
在某些情況下,用催化劑單位質(zhì)量作為標(biāo)志,表示催化劑的活性比較方便。
在化工生產(chǎn)中,催化劑的生產(chǎn)能力大多數(shù)是以催化劑單位體積為基準(zhǔn),所以這是反應(yīng)速率應(yīng)該以單位溶劑表示。
當(dāng)比較固體物質(zhì)的固有催化劑性質(zhì)時,應(yīng)當(dāng)以催化劑單位面積上的反應(yīng)速率作為標(biāo)準(zhǔn),因為多項催化反應(yīng)僅在固體的表面發(fā)生。
化工催化劑的穩(wěn)定性包括對高溫?zé)岬哪蜔岱€(wěn)定性,對摩擦、沖擊、重力作用的機(jī)械穩(wěn)定性和對毒物毒化作用的抗毒穩(wěn)定性。
1) 耐熱穩(wěn)定性,一種良好的化工催化劑應(yīng)能在反應(yīng)溫度的條件下,長期具有一定水平的活力。高溫反應(yīng)是比較常見的,然而大多數(shù)催化劑有自己的極限溫度,這主要是高溫容易引起催化劑活性組分的微晶燒結(jié)長大、晶格破壞或晶格缺陷減少。金屬催化劑通常超過半熔溫度就容易燒結(jié)。
2) 機(jī)械穩(wěn)定性,機(jī)械穩(wěn)定性高的催化劑能夠受得住顆粒之間、顆粒與流體之間、顆粒與器壁之間的摩擦與碰擊,且在運輸、裝填及自重負(fù)荷或反應(yīng)條件改變等過程中能不破碎或沒有明顯的粉化,一般用抗壓強(qiáng)度和粉化度來表示機(jī)械穩(wěn)定性。
3) 抗毒穩(wěn)定性,由于有害雜質(zhì)(毒物)對催化劑的毒化作用,使催化劑的活性、選擇性或壽命降低的現(xiàn)象稱為催化劑中毒。一般來講,毒物泛指硫化物H2S、COS、SO2、 CS2、RSH、R1SR2、噻吩、R1RRR2、RSO3H等,含磷、含砷、鹵素化合物重金屬化合物,金屬有機(jī)化合物等;含氧化合物O2、CO2、CO、H2O等。對金屬催化劑,前者會造成中毒,后者會造成暫時性(可逆)中毒。
催化劑的中毒現(xiàn)象可以粗略地解釋為表面活性中心吸附了毒物或進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的表面化合物,活性位被鈍化或占據(jù)。
綜上來看,選擇一款的化工催化劑,價格不是的因素,催化劑具有高的活性及選擇性,長的壽命才是更重要指標(biāo)。
煉油工藝的改進(jìn)對于成熟的煉油行業(yè)來說進(jìn)展不會很大。但是,由于各煉廠的原料、產(chǎn)物和裝置結(jié)構(gòu)不同,對于采用針對性更強(qiáng)的催化劑以得到理想的產(chǎn)物或化工原料而言,選擇適應(yīng)性或選擇性更好的催化劑,可以解決不同煉廠、不同裝置的關(guān)鍵問題。
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