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化工催化劑種類繁多,應用極為廣泛,同一反應甚至同一裝置的不同催化劑的性能也差別很大,那么什么樣的催化劑才是好的化工催化劑,化工催化劑又該怎樣評價呢?
催化劑活性
根據催化劑的定義和作用,催化劑的活性是指催化劑加快反應速率的程度的一種度量。嚴格地說,催化劑的活性應該是指催化反應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速率。表達催化劑活性的還可以是轉化頻率或轉化率。
(1) 反應速率:反應速率的定義為用單位時間內反應物或生成物的物質的量來表示。
由于反應速率還與催化劑的體積、質量或表面積有關,所以引進比速率的概念,分別用體積比速率、質量比速率和面積比速率。
在某些情況下,用催化劑單位質量作為標志,表示催化劑的活性比較方便。
在化工生產中,催化劑的生產能力大多數是以催化劑單位體積為基準,所以這是反應速率應該以單位溶劑表示。
當比較固體物質的固有催化劑性質時,應當以催化劑單位面積上的反應速率作為標準,因為多項催化反應僅在固體的表面發(fā)生。
如何選擇合適化工催化劑
從某種意義上講,選擇性比活性更為重要。在活性和選擇性之間取舍時,往往決定于原料的價格、產物分離的難易等。
與選擇性相關的常用參數為收率和單程收率。
收率(R)是指產物中中某一類制定的物質總量除以原料中該類物種的總量。
單程收率(Y)指生產目的產物的物質的量除以起始反應物的物質的量。單程收率優(yōu)勢也稱得率。單程收率等于轉化率乘以選擇性。
煉油工藝的改進對于成熟的煉油行業(yè)來說進展不會很大。但是,由于各煉廠的原料、產物和裝置結構不同,對于采用針對性更強的催化劑以得到理想的產物或化工原料而言,選擇適應性或選擇性更好的催化劑,可以解決不同煉廠、不同裝置的關鍵問題。
清潔燃料的應用范圍不斷擴大,促使FCC原料預處理及催化汽柴油后處理裝置能力的增加,造成全球加氫類催化劑尤其是加氫處理催化劑的用量不斷增多,其市場份額占全球煉油催化劑的三分之一。其中,汽柴油加氫處理催化劑在其中的作用不可低估。
催化劑的主要作用是降低化學反應的活化能,加快反應速度,因此被廣泛應用于煉油、化工、制藥、環(huán)保等行業(yè)。催化劑的技術進展是推動這些行業(yè)發(fā)展的有效的動力之一。一種新型催化材料或新型催化工藝的問世,往往會引發(fā)革命性的工業(yè)變革,并伴隨產生的社會和經濟效益。