反应器操作与设计化学反应过程与设备固体催化剂基础知识79课.ppt

(1)活性催化剂改变反应速度的能力(即加快反应速率的程度，或降低反应温度)。①比活性单位表面积上的反应速率，催化剂的表面积越大，催化活性越高。②转化率转化率高则催化活性高，转化率低则催化活性低。③空时收率单位时间内单位催化剂（单位体积或单位质量）上生成目的产物的数量(2)选择性催化剂促使反应向所要求的方向进行而得到目的产物的能力。(3)使用寿命催化剂在反应条件下具有活性的使用时间，或活性下降经再生而又恢复的累计使用时间催化剂寿命愈长，使用价值愈大①成熟期②稳定期③衰老期(4)机械强度和稳定性机械强度是催化剂活性、选择性和使用寿命之后的又一个评价催化剂质量的重要标准eg:流化床反应器中催化剂易破碎(5)其它物理性状①形状与尺寸②比表面积每克催化剂所具有的表面积。记为Sg,单位m2/g③孔容积每克催化剂中孔隙的容积。记为Vg,单位mL/g④孔径分布/平均孔径/然孔径不同孔径范围内的孔所占孔容的分率⑤孔隙率θ催化剂颗粒孔隙体积与催化剂颗粒总体积之比。⑥空隙率ε催化剂床层的空隙体积与催化剂床层的总体积之比。⑨堆积密度又称填充密度，即当催化剂自由地填入反应器中时，每单位体积反应器中催化剂的质量。这些性质都直接或间接的对催化剂产生影响，所以在催化剂的设计、制造和使用中都应给以充分的考虑。⑦真密度又称骨架密度，即催化剂颗粒中固体实体的密度。⑧表观密度又称假密度或颗粒密度，即包括催化剂颗粒中孔隙容积时，该颗粒的密度。（二）工业催化剂的制备(1)?沉淀法(2)?浸渍法(3)?混合法(4)?熔融法(5)离子交换法(6)?新进展：纳米技术、气相沉淀技术、膜催化剂、微乳化技术、化学镀1.催化剂制备方法：2.催化剂成型：(1)破碎(2)挤条(3)压片(4)造球（三）催化剂的使用4催化剂失活与再生1催化剂储存、搬运、填装2催化剂升温还原3开停车及催化剂钝化催化剂的寿命长短及其作用的发挥和使用方法密切相关。正确的使用方法，不仅可以保证催化作用的正常发挥，而且可以延长催化剂的使用寿命，使反应装置达到应有的生产能力。P160-1681、催化剂填装案例：甲烷化催化剂(J108－2Q镍催化剂)的装填仔细检查反应器，清除一切杂物甲烷化催化剂在装填之前应过筛装填时采用布袋作为引流管，保证催化剂自由下落高度不大于0.5米记录好装填催化剂的重量、体积、批号，装填高度以及热电偶对应位置催化剂在运输过程中会出现粉尘和碎片催化剂装填漏斗2、催化剂活化——升温还原催化剂装填好就能使用吗？催化剂不仅能加速反应进行，同时极易与环境中的物质反应而失活，所以催化剂成品通常处理为钝化状态。催化使用前，需活化；停车时，需进行钝化处理。活化方式还原硫化氧化活化还原活化V2O4→V2O5Pt催化剂Co-Mo催化剂装填结束后，对系统进行吹扫升温升压还原在开车和操作过程中注意控制炉内压力的升、降速度在0.2MPa/min以内；温度上升也要均匀，每升温一段时间就要恒温一段时间，使床层径向温度均匀分布。催化剂的升温还原3、催化剂卸出——钝化蒸汽吹扫床层降温到200℃采用含少量氧的氮气或水蒸气体使催化剂缓慢氧化打开卸料口，卸出催化剂催化剂的卸出采用氮气或其他惰性气体将床层降到常温许多催化剂使用后在停工卸除之前，需要进行钝化处理。4、催化剂失活与再生催化剂失活烧结污损中毒选择性，部分可逆无选择性（结焦、沉积）不可逆流失不可逆催化剂中毒暂时性中毒永久性中毒化学处理无反应物且引入其它气氛杂质与活性组份发生化学反应，或沉积作用杂质在活性中心上吸附较弱5、催化剂使用其他注意事项①原料气体的净化：原料中的有毒物质可使催化剂丧失活性，常见的各种催化剂毒物见下图。为保证催化剂的活性不受影响，原料气在进入催化剂层前必须经严格的净化处理。②严格按照工艺条件操作维持温度、压力、物料配比、流量等参数的稳定，尽量减少因操作不当造成的参数波动。尤其是耍防止超过催化剂允许使用的正常温度范围。否则将影响催化作用的正常发挥，严重的还会烧坏催化剂。a.催化剂使用初期活性较高，操作温度宜控制在工艺允许范围内的较低处；随着生产的进行，其活性不断下降，操作温度也耍相应地提高，以维持稳定的催化活性。b.此外，要避免温度、压力和流量的突然变化，造成催化剂的损坏。开、停车耍平稳，缓慢升温、升