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文檔簡介

1、想著,什么催化劑中毒了?什么催化劑中毒?定義:反應(yīng)原料中含有微量雜質(zhì),導(dǎo)致催化劑活性和選擇性明顯降低或喪失的現(xiàn)象。中毒現(xiàn)象的實質(zhì)是微量雜質(zhì)與催化劑活性中心發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成非活性物質(zhì)。催化劑中毒是指催化劑的催化活性由于某些物質(zhì)的作用而下降或喪失的現(xiàn)象。這些物質(zhì)被稱為毒素。毒素通常是由反應(yīng)原料或催化劑本身的一些雜質(zhì)帶入的雜質(zhì);反應(yīng)產(chǎn)物或副產(chǎn)物也可能使催化劑中毒。根據(jù)作用的性質(zhì)和強(qiáng)度,催化劑中毒可分為可逆中毒和不可逆中毒(永久性中毒)??赡嬷卸究梢酝ㄟ^簡單的方法恢復(fù)催化劑的性能。催化劑毒物是特定的,對一種催化劑有毒,對另一種無害。選擇性中毒用于使催化劑中引起副反應(yīng)的活性中心中毒,這可以提高催化劑的

2、選擇性。在氣固非均相催化反應(yīng)中形成吸附絡(luò)合物。一種是,如果毒物與活性成分的相互作用很弱,可以通過簡單的方法恢復(fù)活性,這種方法稱為可逆中毒或暫時中毒。另一種是不可逆中毒,用簡單的方法不可能恢復(fù)活性。為了降低副反應(yīng)的活性,有時有必要選擇性地使催化劑中毒。催化劑在使用中會由于各種因素而失去活性,其中一個重要因素就是中毒。催化劑中毒有幾個可能的原因。原始系列中包含的少量雜質(zhì)要么被強(qiáng)烈吸附(主要是化學(xué)吸附)在活性中心上,要么與活性中心發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并變成其他物質(zhì),這會使活性中心中毒。此外,在反應(yīng)產(chǎn)物中可能存在這種毒物;在催化劑的制備過程中,載體中包含的雜質(zhì)與活性組分相互作用,這也可能使活性中心中毒。催化劑

3、中毒的區(qū)別和影響,毒物是多種多樣的,對于同一種催化劑,只有當(dāng)它與它所催化的反應(yīng)相聯(lián)系時,我們才能清楚地表明什么物質(zhì)是毒物,也就是說,毒物不僅是催化劑的,而且是由這種催化劑催化的反應(yīng)的。在催化劑活性的穩(wěn)定期,由于與少量雜質(zhì)接觸,催化劑的活性經(jīng)常顯著下降,這被稱為催化劑中毒。使催化劑失去催化作用的物質(zhì)叫做催化劑毒物。如果活動在消除中毒因素后仍能恢復(fù),則稱為暫時中毒,否則稱為永久中毒。一些催化劑在某些反應(yīng)中的毒物,其中一些是暫時的毒物,一些是永久的毒物,如合成氨中使用的鐵催化劑,水和氧是毒物。當(dāng)這種中毒現(xiàn)象發(fā)生時,催化劑可以通過還原或加熱重新活化。這種中毒是暫時中毒,或可逆中毒;硫或磷化合物也是該催

4、化劑和該反應(yīng)的毒物。當(dāng)中毒是由它們引起時,很難重新活化催化劑。這是永久性中毒,或不可逆中毒,這是可以預(yù)防的。中毒不僅影響催化劑的活性,還影響催化劑的選擇性。中毒是化工生產(chǎn)中使用催化劑時經(jīng)常遇到的實際問題,但如何預(yù)防中毒和解毒,我們還不是很清楚,需要通過實踐來解決。中毒機(jī)制有兩種:一種是毒素吸附在催化劑的活性中心,由于被覆蓋而減少了活性中心的數(shù)量;另一種是毒素與構(gòu)成活性中心的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并轉(zhuǎn)變成非活性物質(zhì)。根據(jù)毒素與催化劑之間的作用程度,可分為暫時中毒和永久中毒。前一種毒素和催化劑的結(jié)合是松散的,容易去除。例如,當(dāng)使用鎳作為催化劑氫化烯烴時,如果原料氣含有炔烴,如果它被吸附在活性中心上就會

5、中毒,但是如果原料氣的純度提高并且乙炔含量降低,被吸附的炔烴將脫附并且催化活性將恢復(fù),這是暫時中毒(也稱為可逆中毒);如果原料氣含有硫化物,硫和鎳強(qiáng)烈結(jié)合,甚至在原料氣脫硫后,催化作用催化劑中毒往往是縮短催化劑使用壽命的一個重要原因,因此選擇抗毒能力強(qiáng)的催化劑在化工行業(yè)中非常重要。中毒與反應(yīng)條件有關(guān)對于給定的催化反應(yīng)體系,只有當(dāng)原料中的有毒物質(zhì)濃度達(dá)到一定值時才會發(fā)生中毒,這種情況稱為耐受性,因此必須對原料進(jìn)行純化,直到有毒物質(zhì)含量低于該值。改變反應(yīng)溫度可以改變抗病毒能力。毒素、催化劑和催化反應(yīng)之間存在選擇性關(guān)系,即不同的物質(zhì)對不同的催化劑和催化反應(yīng)有毒性作用。因此,兩種催化反應(yīng)發(fā)生在同一個催化劑上,一種物質(zhì)只能使其中一種中毒。通過使用這種選擇性中毒現(xiàn)象,一些有毒物質(zhì)被有意地添加到原料或催化劑中,以使活性中心中毒,引起副反應(yīng),從而提高目標(biāo)反應(yīng)的選擇性。例如,在一些固體酸催化劑中加入少量堿性物質(zhì),使一

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