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催化劑中毒
來源:互聯(lián)網(wǎng)

反應(yīng)原料中含有的微量雜質(zhì)使催化劑的活性、選擇性明顯下降或喪失的現(xiàn)象。中毒現(xiàn)象的本質(zhì)是微量雜質(zhì)和催化劑活性中心的某種化學(xué)作用,形成沒有活性的物質(zhì)。在氣固多相催化反應(yīng)中形成的是吸附配位化合物。一類是如果毒物與活性組分作用較弱,可用簡單方法使活性恢復(fù),稱為可逆中毒或暫時中毒。另一類為不可逆中毒,不可能用簡單方法恢復(fù)活性。為了降低副反應(yīng)的活性,有時需要使催化劑選擇中毒。

英文

catalyst poisoning

定義

催化劑在使用中會因各種因素而失去活性,其中重要的一個因素就是中毒.催化劑中毒的原因有幾種可能,原科中所含的少量雜質(zhì),或是強(qiáng)吸附(多為化學(xué)吸附)在活性中心上,或是與活性中心起化學(xué)作用,變?yōu)閯e的物質(zhì),都能使活性中心中毒.另外,反應(yīng)產(chǎn)物中也可能有這樣的毒物;在催化劑的制備過程中,載體內(nèi)所含的雜質(zhì)與活性組分相互作用,也可能毒化活性中心。

相關(guān)影響

毒物是各式各樣的,對同一催化劑,只有聯(lián)系到它所催化的反應(yīng),才能清楚地指明什么物質(zhì)是毒物.也就是說,毒物不僅針對催化劑,而且是針對這個催化劑所催化的反應(yīng)來說的。催化劑在活性穩(wěn)定期間往往會因接觸少量雜質(zhì)而使活性顯著下降,這種現(xiàn)象稱為催化劑中毒。使催化劑喪失催化作用的物質(zhì),稱為催化劑的毒物。若消除中毒因素后,活性仍能恢復(fù),稱為暫時性中毒,否則稱為永久性中毒。

一些催化劑在一些反應(yīng)中的毒物,其中有些是暫時性毒物,有些是永久性毒物。

例如合成氨中用的鐵系催化劑,水和氧是毒物,當(dāng)這種中毒現(xiàn)象發(fā)生時,可以用還原或加熱的方法,使催化劑重新活化,這種中毒是暫時性中毒,或稱可逆中毒;而硫或磷的化合物對于這個催化劑和這個反應(yīng)也是毒物,當(dāng)由它們引起中毒時,催化劑就很難重新活化,這是永久性中毒,或稱不可逆中毒。后面一種中毒,是可以防止的。

再如石油化工行業(yè)中的催化重整、催化加氫都要使用催化劑(如Pt、Ni等),而原料油品中往往含有微量硫、氮化合物會使催化劑中毒,給煉化過程帶來很大影響;同時,重整、加氫使用的催化劑較為昂貴,也會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,因此對油品進(jìn)行脫硫、脫氮等處理十分重要。

中毒不僅影響催化劑的活性,造成催化劑的活性下降,也影響催化劑的選擇性。中毒是在化工生產(chǎn)中使用催化劑時經(jīng)常遇到的實(shí)際問題,但我們了解得還不十分清楚。至于怎樣防止中毒和解毒,要通過實(shí)踐來加以解決。

中毒原因

原因之一:“陽離子”中毒

1、陽離子的組成:C4原料中的金屬離子和堿性氮化物、氨氣和有機(jī)胺

2、陽離子的來源:

①上游原料水洗不徹底而帶來的鈉離子、鈣離子;

②設(shè)備管道或閥門所產(chǎn)生的可溶性的鐵離子、鉻離子;

③FCC分子篩中的微量鋁離子和硅離子;

④C4中的氨、甲胺等堿性化合物也屬于陽離子的范疇。

3、中毒原理和形式:這些陽離子和催化劑中的SO3OH產(chǎn)生離子交換而使催化劑“中毒”。反應(yīng)式如下:SO3OH+M+(Na+、ca(clo)2+、Fe3+、Cr4+、Al4+、NH4+、CH3NH2+……)

中毒形式:“一層一層”地中毒,即:先接觸物料的先中毒,后接觸物料暫不中毒。

原因之二:可水解的類和胺類物質(zhì)中毒

①在催化裂化中,C4、C5原料通常含有乙腈丙腈

②蒸氣裂解C4料原中,偶爾會帶有上游的丁二烯之抽提用的DMF.

原因之三:新型水處理藥劑催化劑孔道堵塞,使催化劑失活。

原因之四:催化基團(tuán)脫落,使催化劑失活。

新型水處理藥劑催化劑最高耐溫120℃,但長時間在此溫度下運(yùn)行,催化劑的磺化基團(tuán)會從結(jié)構(gòu)骨架上脫落下來,而流入液相中,從而造成催化劑失活。

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)