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催化剂为什么会中毒?

发布时间:2018-01-02 10:33:12 浏览次数:7次

反应原料中含有的微量杂质使催化剂的活性选择性明显下降或丧失的现象。中毒现象的本质是微量杂质和催化剂活性中心的某种化学作用,形成没有活性的物质。在气固多相催化反应中形成的是吸附络合物。一类是如果毒物与活性组分作用较弱,可用简单方法使活性恢复,称为可逆中毒或暂时中毒。另一类为不可逆中毒,不可能用简单方法恢复活性。为了降低副反应的活性,有时需要使催化剂选择中毒。


相关影响

毒物是各式各样的,对同一催化剂,只有联系到它所催化的反应,才能清楚地指明什么物质是毒物.也就是说,毒物不仅针对催化剂,而且是针对这个催化剂所催化的反应来说的。催化剂在活性稳定期间往往会因接触少量杂质而使活性显著下降,这种现象称为催化剂中毒。使催化剂丧失催化作用的物质,称为催化剂的毒物。若消除中毒因素后,活性仍能恢复,称为暂时性中毒,否则称为永久性中毒。一些催化剂在一些反应中的毒物,其中有些是暂时性毒物,有些是永久性毒物。例如合成氨中用的铁系催化剂,水和氧是毒物,当这种中毒现象发生时,可以用还原或加热的方法,使催化剂重新活化,这种中毒是暂时性中毒,或称可逆中毒;而硫或磷的化合物对于这个催化剂和这个反应也是毒物,当由它们引起中毒时,催化剂就很难重新活化,这是永久性中毒,或称不可逆中毒。后面一种中毒,是可以防止的。再如石油化工行业中的催化重整催化加氢都要使用催化剂(如Pt、Ni等),而原料油品中往往含有微量硫、氮化合物会使催化剂中毒,给炼化过程带来很大影响;同时,重整、加氢使用的催化剂较为昂贵,也会造成一定的经济损失,因此对油品进行脱硫脱氮等处理十分重要。中毒不仅影响催化剂的活性,造成催化剂的活性下降,也影响催化剂的选择性。中毒是在化工生产中使用催化剂时经常遇到的实际问题,但我们了解得还不十分清楚。至于怎样防止中毒和解毒,要通过实践来加以解决。


中毒原因

原因之一:“阳离子”中毒1、阳离子的组成:C4原料中的金属离子和碱性氮化物、氨气有机胺2、阳离子的来源:①上游原料水洗不彻底而带来的钠离子、钙离子;②设备管道或阀门所产生的可溶性的铁离子、铬离子;③FCC分子筛中的微量铝离子和硅离子;④C4中的氨、甲胺等碱性化合物也属于阳离子的范畴。3、中毒原理和形式:这些阳离子和催化剂中的SO3OH产生离子交换而使催化剂“中毒”。反应式如下:SO3OH+M+(Na+、Ca2+、Fe3+、Cr4+、Al4+、NH4+、CH3NH2+……)中毒形式:“一层一层”地中毒,即:先接触物料的先中毒,后接触物料暂不中毒。原因之二:可水解的腈类和酰胺类物质中毒①在催化裂化中,C4、C5原料通常含有乙腈丙腈②蒸气裂解C4料原中,偶尔会带有上游的丁二烯之抽提用的DMF.原因之三:新型水处理药剂催化剂孔道堵塞,使催化剂失活。原因之四:催化基团脱落,使催化剂失活。新型水处理药剂催化剂最高耐温120℃,但长时间在此温度下运行,催化剂的磺化基团会从结构骨架上脱落下来,而流入液相中,从而造成催化剂失活。