工业催化剂的失活与再生PPT资料.pptx

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,积碳失活,积碳失活,气相结炭或非催化表面上生成炭质物的焦油和固体炭质物的过程。

在催化活性中心上，进行主催化反应的同时，由副反应生成的炭。

催化剂在使用过程中，因表面逐渐形成炭的沉积物从而使催化剂活性下降的过程称为积炭失活。

非催化积碳,催化积碳,积碳失活方式,孔内失活：

催化剂隙内部分积炭后造成孔口直径变小，就会致使催化剂孔内表面利用率显著降低，从而引起催化剂活性的大幅度下降。

当结炭使孔口直径缩小到小于分子扩散所要求尺寸时，催化剂将完全失活。

孔口失活：

积炭较快就易引起孔口堵塞而失活，这种失活模式主要发生在小孔的孔口,中毒失活,金属元素及其化合物毒物,不饱和键的化合物毒物,非金属元素及其化合物的毒物,催化剂的活性和选择性由于某些有害物质的影响而下降的过程称为催化剂中毒。

非金属元素及其化合物的毒物,这些毒物是具有孤对电子的，周期表A、A和A族元素及其化合物。

有孤对电子（毒性）,例如：

N元素，NH3NH4+,无孤对电子（无毒）,说明：

当有未共享电子对时呈毒性，没有孤对电子时，无毒,含不饱和键的化合物毒物,对这种毒物可采用加氢的方法，使其不饱和键变成饱和键而失去毒性。

具有不饱和键的化合物如一氧化碳和氰化物，乙炔等炔烃。

它们在催化剂表面上容易将其不饱和键打开提供电子与金属催化剂的轨道结合成键，使催化剂中毒。

例如：

苯，氰化物可使Ni，Pt催化剂中毒,金属元素及其化合物毒物,例如：

对Pt催化剂由上可见：

金属离子没有d轨无毒d轨全空d轨半充满以前有毒：

金属离子的d轨从半充满到全充满,催化剂毒物的毒化作用,毒物的浓度效应：

能够引起催化剂中毒的毒物含量，常存在一个浓度界线。

毒物的这种浓度界线，因催化剂、化学反应以及反应条件的不同而不同。

催化剂毒物的毒化作用,温度效应不同反应温度下，毒物与催化活性物质的作用可能是不同的。

T100，H2S使Pt催化剂中毒，H2SO4对Pt元素无毒性T介于200300时，都有毒性T高于800时，因硫与活性物质之间的化学键不稳定，中毒作用为可逆的了,催化剂毒物的毒化作用,毒化物的几何效应毒物毒化效应的大小与其分子量的大小及结构的几何因素有关。

硫化物对铂催化剂或镍催化剂加氢反应的毒化效应毒化效应随毒物分子量的增大而增大。

即各硫化物对催化剂的毒性大小顺序为：

硫化氢二硫化碳噻吩半胱氨酸。

硫化物的碳链增加，毒性也随之增大。

丁硫醇（CH3CH2CH2CH2SH）的毒性比丙硫醇丙硫醇（CH3CH2CH2SH）毒性高的多,催化剂的中毒类型,催化剂的中毒过程可以分为可逆中毒、不可逆中毒及选择性中毒三种类型。

可逆中毒,不可逆中毒,选择中毒,选择中毒：

一个催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力，但对别的反应仍有催化活性，这种现象称为选择中毒。

用Ag催化剂进行乙烯催化氧化制备环氧乙烷时，有副产物CO2和H2O生成。

如果向乙烯中加入微量二氯乙烷，会抑制生成CO2的反应，提高生成环氧乙烷的选择性。

烧结在使用过程中，催化剂微晶尺寸逐渐增大，或原生粒长大的现象称为烧结（针对高分散金属催化剂）。

是负载型金属催化剂失活的主要原因,烧结会引起活性组分被载体包埋,微晶长大机理,影响催化剂烧结的因素,影响催化剂烧结的因素主要有反应温度及气氛，金属组分的特性及含量，毒物及助剂的作用，金属活性组分和载体的相互作用等；

其中反应温度是主要因素，温度越高烧结越快。

金属和载体的相互作用不同，会使同一种金属在不同载体上的热稳定性不同。

烧结对催化反应的影响：

微晶长大，孔消失，孔径分布发生变化，使表面积降低，活性位数减少，活性降低提高抗烧结性能的方法：

加入助催化剂，防止迁移的微晶之间碰撞,工业催化剂的再生,催化剂的再生是指催化剂经使用后活性和选择性下降到一定程度，通过适当的处理使其活性和选择性甚至机械强度得到恢复的一种操作过程,一般工业催化剂再生的规律是每再生一次其活性都要比原有活性有所下降，再生后催化剂的操作温度明显高于再生前的。

此外，失活催化剂也不可能频繁地无止境地一次次进行再生。

最终还是要被更换的,再生方法,氧化烧炭法是工业催化剂在积炭失活后普遍采用的一种再生方法，主要反应为：

通过将催化剂孔隙中的含炭沉积物氧化为一氧化碳和二氧化碳除去，可恢复催化活性。

吹扫法,不很严重的积炭有机副产物、机械粉尘和杂质堵塞催化剂细孔或覆盖了催化剂表面活性中心，可以在原位用吹扫法加以除去,可逆性中毒的再生方法毒物的解吸再生法就原理而言，因为有些毒物在金属上的吸附是可逆的。

所以只要通过减少或除去原料气中的毒物浓度，就应该有可能使中毒催化剂上的毒物解吸除去。

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