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工业催化剂的使用性能指标

(1)活性系指在给定的温度、压力和反应物流量(或空速)下,催化剂使原料转化的能力。催化剂活性越高,则原料的转化率越高;在转化率及其他条件相同时,催化剂活性越高,则需要的反应温度越低。工业催化剂应有足够高的活性。一般用原料的转化率来表示催化剂的活性。

(2)选择性系指反应所消耗的原料中有多少转化为目的产物。选择性越高,生产单位量目的产物所消耗的原料定额越低,也越有利于产物的后处理,故工业催化剂的选择性应较高。当催化剂的活性与选择性难以两全其美时,若反应原料昂贵或产物分离很困难,宜选用选择性高的催化剂;若原料价廉易得或产物易分离,则可选用活性高的催化剂。一般用产物的选择性来表示催化剂的选择性。

(3)寿命系指其使用期限的长短,寿命的表征是生产单位量产品所消耗的催化剂量,或在满足生产要求的技术水平上催化剂能使用的时间长短,有的催化剂使用寿命可达数年,有的则只能使用数月。虽然理论上催化剂在反应前后化学性质和数量不变,可以反复使用,但实际上当生产运行一定时间后,催化剂性能会衰退,导致产品产量和质量均达不到要求的指标,此时,催化剂的使用寿命结束,应该更换催化剂。催化剂的寿命受以下几方面性能影响。

①化学稳定性。系指催化剂的化学组成和化合状态在使用条件下发生变化的难易。在一定的温度、压力和反应组分长期作用下,有些催化剂的化学组成可能流失,有的化合状态变化,这些因素都会使催化剂的活性和选择性下降。

②热稳定性。系指催化剂在反应条件下对热破坏的耐受力。在热的作用下,催化剂中的一些物质可能发生晶型转变、微晶逐渐烧结、络合物分解、生物菌种和酶死亡等,这些变化导致催化剂性能衰退。

③机械稳定性。系指固体催化剂在反应条件下的强度是否足够。若反应中固体催化剂易破裂或粉化,使反应器内流体流动状况恶化,严重时发生堵塞,迫使生产非正常停工,经济损失重大。

④耐毒性。系指催化剂对有毒物质的抵抗力或耐受力。多数催化剂容易受到一些物质的毒害,中毒后的催化剂活性和选择性显著降低或完全失去,缩短了它的使用寿命。常见的毒物有砷、硫、氯的化合物及铅等重金属,不同催化剂的毒物是不同的。在有些反应中,特意加入某种物质去毒害催化剂中促进副反应的活性中心,从而提高了选择性。

(4)其他如廉价、易得、无毒、易分离等也是工业生产中选择催化剂的考虑因素。

2.催化剂的活化
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