实用催化第二版课件 教学课件 ppt 作者 高正中 戴洪兴 编著Chapter 5-1.ppt

* Chapter 5 催化剂失活 (Catalyst Deactivation) 催化剂失活的类型（Category of Catalyst Deactivation） 表. 催化剂失活的各种原因 催化剂床沟流，堵塞 表面积减少 颗粒破裂 结污 机械的 表面积减少 活性组分和表面积减少 催化剂组成改变，表面积减少 活性位减少 活性组分减少 烧结 生成化合物 相转变和相分离 活性组分被包埋 组分挥发 热的 表面积减少，堵塞 表面积和反应过程皆受影响 活性位减少 结焦 金属污染 毒物吸附 化学的 结果 原因 类型 1. 结焦（Coking） 催化剂表面的含碳沉积物。 产生途径（来自于含碳化合物）： （1）酸结焦：发生于酸部位 （2）脱氢结焦：发生于脱氢部位 （3）离解结焦：发生于离解部位 结焦催化剂的再生：用 Air 和 Steam在高温 下将含碳沉积物烧掉。 2. 金属污染（Metal Pollutions） 主要是一些金属卟啉（Porphyrins）有机化合物，含量在几十至几百ppm。 这些有机金属化合物吸附于催化剂表面，封闭了催化剂的表面部位和孔，使其活性下降。 解决办法：吸附处理或化学处理 添加另一种金属，使其与 金属杂质形成合金。 Chapter 5 催化剂失活 (Catalyst Deactivation) 催化剂失活的类型（Category of Catalyst Deactivation） 实例：催化裂化中烃裂化所需能量来自于催化剂再生中燃烧结焦所放出的热量。 表. 一些非金属化合物对金属的毒性 Chapter 5 催化剂失活 (Catalyst Deactivation) O | O – S – O | O H – S – H S VI O | O – As – O | O H – As – H | H As O | O – P – O | O H – P – H | H P H | H – N – H | H H – N – H | H N V 无毒的 有毒的 元素 族 + 3- 3- 2- 催化剂失活的类型（Category of Catalyst Deactivation） 3. 毒物吸附（Toxin Adsorption） 中毒：反应体系中的少量杂质吸附在催化剂的活性位上，使催化剂的活性下降甚至消失。 毒物：使催化剂中毒的少量杂质 可逆中毒：暂时的、可再生的 不可逆中毒：永久的、不可再生的 金属催化剂的毒物： （1）具有未共享电子对的非金属化合物 （VA、VIA元素的化合物）； （2）具有已占d轨且d轨上有与金属催 化剂的空轨键合的电子的金属离子。 （3）不饱和化合物（其不饱和键能提供 电子与金属催化剂的d轨成键，使 催化剂中毒。 表. 金属离子对Pt的毒性 不饱和化合物的毒性与其不饱和度有关。降低不饱和度可减弱或消除毒性。 如：将毒物CO氧化成无毒的CO2 或加氢成无毒的CH4。 Chapter 5 催化剂失活 (Catalyst Deactivation) 3d84s0 Ni2+ 3d74s0 Co2+ 3d64s0 Fe2+ 有 3d54s0 Mn2+ 3d44s0 Cr2+ 无 3d34s0 Cr3+ 5d106s2 Tl2+ Pb2+ Bi3+ 5d106s1 Hg+ 5d106s0 Au+ Hg2+ 4d105s2 Sn2+ 4d105s0 Ag+ Cd2+ In3+ 3d104s0 Cu+ Zn2+ 有 3d94s0 Cu2+ 6d07s0 Th4+ 5d06s0 Cs+ Ba2+ La3+ Ce3+ 4d05s0 Rb+ Sr2+ Zr4+ 3d04s0 K+ Ca2+ 没有d轨 Na+ Mg2+ Al3+ 无 没有d轨 Li+ Be2+ 毒性 外层电子 金属离子 催化剂失活的类型（Category of Catalyst Deactivation） 表. 一些不饱和化合物对金属的毒性 C2H2 Pt 氨氧化 CO Fe 合成氨 C2H2、CO Ni 乙烯加氢 苯、氰化物 Ni、Pt 环己烯加氢 毒物 催化剂 反应 金属离子无d轨、或d轨全空、或