加氢催化剂基础知识.pptVIP

兰州石化职业技术学院兰州石化职业技术学院储运油料学课件兰州石化职业技术学院*柴油加氢培训第二部分催化剂基础知识（一）催化剂只加速热力学可行的的反应，不能改变化学平衡例如下列反应：当△G＜0时，反应能自发进行，即A能转变成B。而且△G的负值越大，A转变成B的可能性越大。当△G＞0时，反应不能自发进行，即A不可能转变成B。相反B可能转变成A。当△G=0时，反应达到平衡状态，反应体系中，反应物的浓度和产物的浓度已不再随时间而变化。催化剂与催化作用基础知识——催化特征（二）催化剂使正反应速率常数和逆反应速率常数以相同倍数增加关于可逆反应，根据微观可逆原理，假如一个催化反应是可逆的，则一个加速正反应速率的催化剂也应加速逆反应速率，以保持K平不变（K平＝K正/K逆）。也就是说：同样一个能加速正反应速率控制步骤的催化剂也应该能加速逆反应速率。催化剂与催化作用基础知识——催化特征第一，对某一催化反应进行正反应和进行逆反应的操作条件（温度、压力、进料组成）往往会有很大差别，这对催化剂可能会产生一些影响。第二，对正反应或逆反应在进行中所引起的副反应也是值得注意的，因为这些副反应会引起催化剂性能变化。问题：实际工业上催化正反应、逆反应时为什么往往选用不同的催化剂？催化剂与催化作用基础知识——催化特征（三）催化作用改变反应历程而改变反应速度反应难以进行使合成氨实现工业生产催化反应速率比非催化反应速率约高1060倍催化剂与催化作用基础知识——催化特征催化剂改变反应历程意味着：1、催化剂参与反应物之间的化学反应2、通过反应历程改变使化学反应的所需克服的能垒数值大大减少。结果：催化反应相对常规化学反应发生的条件温和得多，甚至常规条件下难以发生的反应，在催化剂参与下实现了工业化生产。催化剂与催化作用基础知识——催化特征（四）催化剂对加速化学反应具有选择性表1-2催化剂对可能进行的特定反应的选择催化作用反应物催化剂及反应条件产物CO+H2Rh/Pt/SiO2，573K，7×105Pa乙醇Cu-Zn-O,Zn-Cr-O,573K,1.0133×107～2.0266×107Pa甲醇Rh络合物,473～573K,5.0665×107～3.0399×108Pa乙二醇Cu,Zn,493K,3×106Pa二甲醚Ni,473～573K,1.0133×105Pa甲烷Co,Ni,473K,1.0133×105Pa合成汽油催化剂与催化作用基础知识——催化特征热反应时生成CO2比生成甲醛的能垒小很多甲醇氧化反应的不同能垒变化示意图催化反应时，生成CO和CO2的能垒明显高于生成甲醛的能垒产物具有选择性的主要原因仍然是由于催化剂可以显著降低主反应的活化能，而副反应活化能的降低则不明显CH3OH+O2=CO2+2H2OCH3OH+O2=HCHO+2H2O催化剂与催化作用基础知识——催化特征催化剂选择性理：1、不同催化剂对特定的反应体系有选择性（机理选择性）2、催化剂因催化剂结构不同导致选择性（扩散选择性）。催化剂与催化作用基础知识——催化特征二、催化剂的主要性质活性选择性稳定性与寿命比表面和孔结构颗粒形状与大小机械性质催化剂与催化作用基础知识——主要性质（一）活性3转化率表示法CA%=反应物A转化掉的量/流经催化床层进料中反应物A的总量×100%1反应速率表示法2反应速度常数表示法催化剂与催化作用基础知识——主要性质催化活性在理论研究中经常采用：转换频率：指单位时间内每个催化活性中心上发生反应的次数。作为真正催化活性的一个基本度量。方便起见，工业上常用一个与反应速率相近的时空收率来表示活性。时空收率：有平均反应速率的涵义，它表示每小时每升或每kg催化剂所得到的产物量。用它表示活性时除要求温度、压力、原料气组成相同外，还要求接触时间(空速)相同。催化剂与催化作用基础知识——主要性质（二）催化剂的选择性选择性（S%）选择性因素（选择度）催化剂与催化作用基础知识——主要性质（三）稳定性与寿命化学稳定性：在使用过程中保持其稳定的化学组成和化合状态，活性组分和助催化剂不产生挥发、流失或其他化学变化。耐热稳定性：催化剂在反应和再生条件下，在一定温度变化范围内，不因受热而破坏其物理一化学状态，产生烧结、微晶长大和晶相变化。抗毒稳定性：催化剂不因在反应过程中吸附原料中杂质或毒性副产物而中毒失活，这种对有毒杂质毒物的抵抗能力越强，抗毒稳定性就越好。机械稳定性：具有抗摩擦、冲击、重压及温度骤变等引起的种种应力，使