工业催化
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催化重整:在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。
催化作用的四个基本特征:
1、催化剂只能加速热力学上可以进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应。
2、催化剂只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡的位置(平衡常数)。
3、催化剂对反应具有选择性。
4、催化剂的寿命。
活性组分:活性组分是催化剂的主要成分。
载体的功能:
1、提供有效的表面和适宜的孔结构
2、增强催化剂的机械强度
3、改善催化剂的传导性
4、减少活性组分的含量
5、载体提供附加的活性中心
6、活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用
多相催化的反应步骤:
1、反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散
2、反应物分子在催化剂内表面上吸附
3、吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应
4、反应产物自催化剂内表面脱附
5、反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去
外扩散:反应物分子从流体体相通过附在气、固边界层的静止气膜(或液膜)达到颗粒外表面,或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程,称为外扩散过程。
内扩散:反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部,或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程,称为内扩散过程。
消除内、外扩散:
1、外扩散-阻力:气固(或液固)边界的静止层,消除方法:提高空速
2、内扩散-阻力:催化剂颗粒空隙内经和长度,消除方法:减小催化剂颗粒大小,增大催化剂空隙直径
分子筛结构构型的四个方面:TO4、多元环、笼、分子筛
三个不同的结构层次: 1、TO4四面体2、多元氧环3、多面体和笼
绿色化学的12条原则
1.减少产生的废弃物
2.尽可能高的提高原子利用率
3.反应使用的原材料和中间产物对人体和环境无毒或毒性低
4.设计的产品在保证其功能的同时尽可能的使其无毒低毒性
5.尽可能不使用辅助性物质,要使用的,应用无毒低毒性物
6.能量消耗尽可能少
7.使用可再生原材料
8.避免反应派生过程
9.使用具有催化选择性试剂
10.产品在完成自身功能后对环境无毒或可降解
11.开发事实跟踪监控分析方法,能预先监控有毒物质产生
12.反应过程中应选择潜在化学随机事故最小
但对另一反应仍具有催化活性,这种现象称作催化剂的选择性中毒。
烧结:是把粉状物料转变为致密体,是一个传统的工艺过程。
工业催化剂常用的再生方法:蒸汽处理,空气处理,通入氢气或不含毒物的还原性气体,用酸或碱处理。
加氢处理作用:去除催化剂中含焦油状物质。
催化剂使用中的应力:运输搬运过程磨损,反应装卸料时的碰撞,还原或开始投入运转时由于相变引起的应力,压力降,热循环以及催化剂本身重量缩引起的应力。
影响催化剂寿命的因素:
1、催化剂热稳定性的影响
2、催化剂化学稳定性的影响
3、催化剂中毒或被污染的影响
4、催化剂力学性能的影响
X射线光电子能谱法在催化研究中的应用
1、用XPS强度比测定活性物质在载体上得分散状态
2、方钠型硅酸盐形成和结构的测定
3、氧化物模型催化剂中的内标和氧化数研究
4、Mo/TiO2、Mo、Al2O3催化剂“激活”时的氧化态分布
5、XPS价带谱测定Mo/C催化剂中钼酸盐的结构
6、研究硫氧化镧催化剂上硫化羰基的生成
7、载体催化剂中氧表面基团对载体的研究
8、对LaMn1-x Cu x O3+λ的氧物种的研究
9、(VO)2P2O7催化剂的表面分析
10、氮化铼催化剂在加氢脱氮作用中的行为研究