催化劑中毒

反應原料中含有的微量雜質使催化劑的活性選擇性明顯下降或喪失的現象。中毒現象的本質是微量雜質和催化劑活性中心的某種化學作用,形成沒有活性的物質。在氣固多相催化反應中形成的是吸附絡合物。一類是如果毒物與活性組分作用較弱,可用簡單方法使活性恢復,稱為可逆中毒或暫時中毒。另一類為不可逆中毒,不可能用簡單方法恢復活性。為了降低副反應的活性,有時需要使催化劑選擇中毒。

基本介紹

  • 中文名:催化劑中毒
  • 外文名:catalyst poisoning
  • 因素:中毒
  • 中毒原因:“陽離子”中毒
英文,定義,相關影響,中毒原因,

英文

catalyst poisoning

定義

催化劑在使用中會因各種因素而失去活性,其中重要的一個因素就是中毒.催化劑中毒的原因有幾種可能,原科中所含的少量雜質,或是強吸附(多為化學吸附)在活性中心上,或是與活性中心起化學作用,變為別的物質,都能使活性中心中毒.另外,反應產物中也可能有這樣的毒物;在催化劑的製備過程中,載體內所含的雜質與活性組分相互作用,也可能毒化活性中心。

相關影響

毒物是各式各樣的,對同一催化劑,只有聯繫到它所催化的反應,才能清楚地指明什麼物質是毒物.也就是說,毒物不僅針對催化劑,而且是針對這個催化劑所催化的反應來說的。催化劑在活性穩定期間往往會因接觸少量雜質而使活性顯著下降,這種現象稱為催化劑中毒。使催化劑喪失催化作用的物質,稱為催化劑的毒物。若消除中毒因素後,活性仍能恢復,稱為暫時性中毒,否則稱為永久性中毒。
一些催化劑在一些反應中的毒物,其中有些是暫時性毒物,有些是永久性毒物。
例如合成氨中用的鐵系催化劑,水和氧是毒物,當這種中毒現象發生時,可以用還原或加熱的方法,使催化劑重新活化,這種中毒是暫時性中毒,或稱可逆中毒;而硫或磷的化合物對於這個催化劑和這個反應也是毒物,當由它們引起中毒時,催化劑就很難重新活化,這是永久性中毒,或稱不可逆中毒。後面一種中毒,是可以防止的。
再如石油化工行業中的催化重整催化加氫都要使用催化劑(如Pt、Ni等),而原料油品中往往含有微量硫、氮化合物會使催化劑中毒,給煉化過程帶來很大影響;同時,重整、加氫使用的催化劑較為昂貴,也會造成一定的經濟損失,因此對油品進行脫硫脫氮等處理十分重要。
中毒不僅影響催化劑的活性,造成催化劑的活性下降,也影響催化劑的選擇性。中毒是在化工生產中使用催化劑時經常遇到的實際問題,但我們了解得還不十分清楚。至於怎樣防止中毒和解毒,要通過實踐來加以解決。

中毒原因

原因之一:“陽離子”中毒
1、陽離子的組成:C4原料中的金屬離子和鹼性氮化物、氨氣有機胺
2、陽離子的來源:
①上游原料水洗不徹底而帶來的鈉離子、鈣離子;
②設備管道或閥門所產生的可溶性的鐵離子、鉻離子;
③FCC分子篩中的微量鋁離子和矽離子;
④C4中的氨、甲胺等鹼性化合物也屬於陽離子的範疇。
3、中毒原理和形式:這些陽離子和催化劑中的SO3OH產生離子交換而使催化劑“中毒”。反應式如下:SO3OH+M+(Na+、Ca2+、Fe3+、Cr4+、Al4+、NH4+、CH3NH2+……)
中毒形式:“一層一層”地中毒,即:先接觸物料的先中毒,後接觸物料暫不中毒。
原因之二:可水解的腈類和醯胺類物質中毒
①在催化裂化中,C4、C5原料通常含有乙腈丙腈
②蒸氣裂解C4料原中,偶爾會帶有上游的丁二烯之抽提用的DMF.
原因之三:新型水處理藥劑催化劑孔道堵塞,使催化劑失活。
原因之四:催化基團脫落,使催化劑失活。
新型水處理藥劑催化劑最高耐溫120℃,但長時間在此溫度下運行,催化劑的磺化基團會從結構骨架上脫落下來,而流入液相中,從而造成催化劑失活。

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