催化劑的性能指標(biāo)及使用

任務(wù)四催化劑選擇與使用

-------催化劑的性能指標(biāo)及使用項(xiàng)目一有機(jī)化工生產(chǎn)過程認(rèn)知要點(diǎn)回顧與檢查同學(xué)們上節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了催化劑的基本特征和組成。1、催化劑的基本特征是什么？2、催化劑有哪三部分組成？檢查同學(xué)們掌握的情況：提出問題有機(jī)化工生產(chǎn)中的反應(yīng)，絕大多數(shù)是在催化劑的作用下進(jìn)行的。以小組為單位，查閱資料：催化劑的性能指標(biāo)有哪些？催化劑又是如何使用的？任務(wù)布置1.理解固體催化劑的使用。2.了解催化劑的性能指標(biāo)?；钚裕涸诮o定的溫度、壓力和反應(yīng)物流量(或空間速度)下，催化劑使原料轉(zhuǎn)化的能力。選擇性：指反應(yīng)所消耗的原料中有多少轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物。當(dāng)催化劑的活性與選擇性難以兩全其美時(shí)，若反應(yīng)原料昂貴或產(chǎn)物分離很困難，宜選用選擇性高的催化劑；若原料價(jià)廉易得或產(chǎn)物易分離，則可選用活性高的催化劑。壽命：其使用期限的長短，壽命的表征是生產(chǎn)單位量產(chǎn)品所消耗的催化劑量，或在滿足生產(chǎn)要求的技術(shù)水平上催化劑能使用的時(shí)間長短。催化劑的壽命受以下幾方面性能影響:①化學(xué)穩(wěn)定性：催化劑的化學(xué)組成和化合狀態(tài)在使用條件下發(fā)生變化的難易。一、工業(yè)催化劑的性能指標(biāo)②熱穩(wěn)定性：指催化劑在反應(yīng)條件下對熱破壞的耐受力。③機(jī)械穩(wěn)定性：指固體催化劑在反應(yīng)條件下的強(qiáng)度是否足夠。④耐毒性：指催化制對有毒物質(zhì)的抵抗力或耐受力。多數(shù)催化劑容易受到一些物質(zhì)的毒害，中毒后的催化劑活性和選擇性顯著降低或完全失去，縮短了它的使用壽命。不同催化劑的毒物是不同的，常見的毒物有砷、硫、氯的化合物及鉛等重金屬。在有些反應(yīng)中，特意加入某種物質(zhì)去毒害催化劑中促進(jìn)副反應(yīng)的活性中心，從而提高了選擇性。

除了應(yīng)研制具有優(yōu)良性能、長壽命的催化劑外，在生產(chǎn)中必須正確操作和控制反應(yīng)參數(shù)，防止損害催化劑。一、工業(yè)催化劑的性能指標(biāo)1、催化劑的活化

每種活化方法均自各自的活化條件和操作要求，應(yīng)該嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行活化，才能保證催化劑發(fā)揮良好的作用。如果活化操作失誤，輕則使催化劑性能下降，重則使催化劑報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

固體催化劑在出售時(shí)的狀態(tài)一般是較穩(wěn)定的，活性的狀態(tài)方法還原、氧化、硫化、酸化、熱處理等二、催化劑的使用2、

催化劑的失活和再生（1）失活的原因：絡(luò)合催化劑：主要是超溫，大多數(shù)配合物在250℃以上就分解而失活；生物催化劑：過熱、化學(xué)物質(zhì)和雜菌的污染、pH值失調(diào)等均是失活的原因；固體催化劑：

①超溫過熱，使催化劑表面發(fā)生燒結(jié)，晶型轉(zhuǎn)變或物相轉(zhuǎn)變；

②原料氣中混有毒物雜質(zhì)，使催化劑中毒；

③有污垢覆蓋催化劑表面；有烴類或其他含碳化合物參加的反應(yīng)往往易析碳，催化劑酸性過強(qiáng)或催化活性較低時(shí)析碳嚴(yán)重，發(fā)生積碳或結(jié)焦，覆蓋催化劑活性中心，導(dǎo)致失活。二、催化劑的使用（2）失活類型：催化劑中毒有暫時(shí)性和永久性兩種情況。

暫時(shí)性中毒是可逆的，當(dāng)原料中除去毒物后，催化劑可逐漸恢復(fù)活性；永久性中毒則是不可逆的。（3）采取措施：

①嚴(yán)格控制操作條件，采用結(jié)構(gòu)合理的反應(yīng)器；

②使反應(yīng)溫度在催化劑最佳使用溫度范圍內(nèi)合理地分布，防止超溫；

③反應(yīng)原料中的毒物雜質(zhì)應(yīng)該預(yù)先加以脫除，使毒物含量低于催化劑耐受值以下；

④在有析碳反應(yīng)的體系中，應(yīng)采用有利于防止析碳的反應(yīng)條件，并選用抗碳性能高的催化劑。二、催化劑的使用3、運(yùn)輸、貯存和裝卸

☆催化劑一般價(jià)格較貴，要注意保護(hù)。

☆在運(yùn)輸和貯藏中應(yīng)防止其受污染和破壞；

☆固體催化劑在裝填于反應(yīng)器中時(shí)，要防止污染和破裂。裝填要均勻，避免出現(xiàn)“架橋”現(xiàn)象，以防止反應(yīng)工況惡化。

☆許多催化劑使用后在停工卸出之前，需要進(jìn)行鈍化處理。尤其是金屬催化劑一定要經(jīng)過低含氧量的氣體鈍化后，才能暴露于空氣，否則遇空氣劇烈氧化自燃，燒壞催化劑和設(shè)備。二、催化劑的使用