工業(yè)催化期末復(fù)習(xí)資料

1、1、簡(jiǎn)述催化作用的定義與特征。定義：1981年，根據(jù)iupac于提出的定義，催化劑是一種物質(zhì)，它能夠加速反應(yīng)的速率而不改變?cè)摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)gibbs自由焓變化。這種物質(zhì)起的作用稱為催化作用。四個(gè)基本特征：（1）催化劑只能加速熱力學(xué)上可以進(jìn)行的反應(yīng)，不能加速熱力學(xué)上無(wú)法進(jìn)行的反應(yīng)；（2）催化劑只能加速反應(yīng)趨于平衡，而不能改變平衡的位置(平衡常數(shù))；（3）催化劑對(duì)反應(yīng)具有選擇性；（4）催化劑存在一定的壽命.2、催化劑組成及其功能。組成：一般包括三種成分：活性組分、助催化劑；載體 （1）活性組分或稱主催化劑；對(duì)催化劑的活性起著主要作用。它是催化劑設(shè)計(jì)的第一步，沒(méi)有它，催化反應(yīng)幾乎不發(fā)生。其類別主要有三：

2、即導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。 （2）載體； 最重要的功能是分散活性組分、作為活性組分的基底，使活性組分保持大的表面積。 降低對(duì)毒物的敏感性； 載體為cat.提供一定的孔隙結(jié)構(gòu)； 改進(jìn)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，及抵抗條件的應(yīng)力能力 有些載體具有雙功能性。 （3）助催化劑：本身沒(méi)有活性或活性很小，但在加入催化劑后（一般小于催化劑總量的10%）能使催化劑具有所期望的活性、選擇性或穩(wěn)定性。其作用是： 幫助載體，控制載體的穩(wěn)定性，控制不希望有的活性， 幫助活性組分，可能是結(jié)構(gòu)的或電子的， 助抗中毒3、簡(jiǎn)述化學(xué)工業(yè)對(duì)催化劑的一般要求?；瘜W(xué)工業(yè)要求催化劑具有較高的活性，良好的選擇性、抗毒害性、熱穩(wěn)定性、環(huán)境友好性和合理

3、的價(jià)格。1、活性：反映催化劑的效能高低的重要性能指標(biāo)。即反應(yīng)催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速度能力的高低。表示方法：1）比活性或比速率。用在某指定條件下（t，p）一定量催化劑上的反應(yīng)速率來(lái)衡量。2）轉(zhuǎn)化率 xa=已反應(yīng)的反應(yīng)物量/起始的反應(yīng)物量注明：指定條件下（t，p），相同的反應(yīng)空時(shí)或空速空速：在流動(dòng)體系中，物料的流速（單位時(shí)間的體積或質(zhì)量）除以催化劑的體積或質(zhì)量。s-1或者h(yuǎn)-13）溫度相同的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、壓力、空時(shí)或空速2、選擇性：反映催化劑抑制副反應(yīng)能力大小的性能指標(biāo)。3、壽命：催化劑從開(kāi)始使用至活性下降到不能再用所經(jīng)歷的時(shí)間。壽命試驗(yàn)：在正常條件下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1000h以上。4、穩(wěn)定性：即催化劑在使用

4、條件下的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)熱的穩(wěn)定性、耐壓、耐磨和耐沖擊等的穩(wěn)定性。5、環(huán)境友好和自然界相容性：:社會(huì)發(fā)展對(duì)催化反應(yīng)過(guò)程要求適應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，催化劑不僅具有高轉(zhuǎn)化率和高選擇性，還要具有無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境友好，反應(yīng)盡量遵循“原子經(jīng)濟(jì)性”，反應(yīng)剩余物與自然相容。6：價(jià)格合理。4、多相催化的基本步驟。反應(yīng)物分子從氣流中向催化劑表面和孔內(nèi)擴(kuò)散。反應(yīng)物分子在催化劑內(nèi)表面上吸附。吸附的反應(yīng)物分子在催化劑表面上相互作用或與氣相分子作用進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物自催化劑內(nèi)表面脫附。反應(yīng)產(chǎn)物在孔內(nèi)擴(kuò)散到反應(yīng)氣流中去擴(kuò)散為物理過(guò)程；為化學(xué)過(guò)程外擴(kuò)散：上述步驟中的第(1)為反應(yīng)物、產(chǎn)物的擴(kuò)散過(guò)程，從氣流層經(jīng)過(guò)滯流層向催化劑顆粒表

5、面的擴(kuò)散或其反向的擴(kuò)散，稱為外擴(kuò)散。外擴(kuò)散與外擴(kuò)散系數(shù)：在反應(yīng)條件下，催化劑顆粒周?chē)煞磻?yīng)物分子、產(chǎn)物分子和稀釋劑分子等混合物組份形成一穩(wěn)定的滯流層，一個(gè)反應(yīng)物分子必須穿過(guò)此滯流層才能到達(dá)催化劑顆粒的外表面。根據(jù)費(fèi)克定律：外擴(kuò)散通量=外擴(kuò)散系數(shù)×濃度差 (穩(wěn)態(tài))de×(ch-cs)實(shí)際上最有用的是無(wú)因次傳質(zhì)因子jd內(nèi)擴(kuò)散：上述步驟中的第(5)-從顆粒外表面向內(nèi)孔道的擴(kuò)散或其反向擴(kuò)散，稱為內(nèi)擴(kuò)散。這兩個(gè)步驟均屬于傳質(zhì)過(guò)程，與催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)和流體流型有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)物分子到達(dá)催化劑顆粒外表面、經(jīng)反應(yīng)后尚未轉(zhuǎn)化的部分，就會(huì)在外表面與內(nèi)孔的任一點(diǎn)間出現(xiàn)第二種濃度差，穿過(guò)這種濃度梯度的

6、過(guò)程，即發(fā)生所謂的內(nèi)擴(kuò)散，將反應(yīng)分子帶到內(nèi)表面活性中心。內(nèi)擴(kuò)散通量=內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)×濃度差 (穩(wěn)態(tài))di×(cs-c)5、簡(jiǎn)述物理吸附、化學(xué)吸附與催化的關(guān)系。反應(yīng)物分子通過(guò)擴(kuò)散到達(dá)催化劑活性表面附近時(shí)，它們可能進(jìn)行化學(xué)吸附，與活性表面相互作用產(chǎn)生新的化學(xué)物種。催化中的吸附總是化學(xué)吸附?；瘜W(xué)吸附本身是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，分兩步進(jìn)行，即物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是借助分子間力，吸附力弱，吸附熱小(820kj/mol)，接近于氣體的液化熱，且是可逆的，無(wú)選擇性，分子量越大越容易發(fā)生，吸附穩(wěn)定性不高，吸附與解吸速率都很快，可單分子層或多分子層吸附，不需要活化能?；瘜W(xué)吸附與一般的化學(xué)反應(yīng)相

7、似，是借助于化學(xué)鍵力，遵從化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的傳統(tǒng)定律，具有選擇性特征，吸附熱大(40800kj/mol)，吸附很穩(wěn)定，一般是不可逆的，尤其是飽和烴分子的解離吸附更是如此，吸附是單分子層的，具有飽和性。6、簡(jiǎn)述固體酸催化劑的催化作用機(jī)理。固體酸類型：b酸：能夠給出質(zhì)子的都是酸。l酸：能夠接受電子對(duì)的都是酸。（b酸中心和l酸中心兩類 。）測(cè)定方法：離子交換法、電位滴定法、高溫酸性測(cè)定法、紅外光譜法、紫外-可見(jiàn)光譜法和核磁共振法。表征：酸類型、酸強(qiáng)度、酸（濃）度為了闡明固體酸的催化作用，常常需要區(qū)分b酸中心還是l酸中心固體酸的強(qiáng)度：b 酸強(qiáng)度是指給出質(zhì)子的能力；l酸強(qiáng)度是指接受電子對(duì)的能力。強(qiáng)

8、度越大，與反應(yīng)物形成正電物質(zhì)的能力越強(qiáng)。酸強(qiáng)度通常用hammeett函數(shù)酸強(qiáng)度函數(shù)（h0）表示h0定義：固體酸表面吸附中性堿，并且將它轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的共軛酸的能力大小。h0 越小酸度越強(qiáng)， h0 越大酸度越弱酸強(qiáng)度測(cè)定方法：a 指示劑法：原理：當(dāng)達(dá)到等電點(diǎn)即b 和bh+ 濃度相等時(shí)pka h0b.程序升溫脫附。原理：用峰脫附溫度來(lái)表示峰強(qiáng)度變化，即低溫脫附下來(lái)的酸中心強(qiáng)度較弱，高溫脫附下來(lái)的酸中心強(qiáng)度較強(qiáng)。酸量（酸度）：固體表面上的酸量，通常表示為單位重量或單位表面積上酸位的毫摩爾數(shù)，即m mol/wt或m mol/m2。酸性中心產(chǎn)生與催化的關(guān)系：催化反應(yīng)對(duì)固體酸催化劑酸中心的依賴關(guān)系很復(fù)雜。重油

9、加氫裂化反應(yīng)，要求l酸和b酸中心在表面臨近處共存，l酸中心在b酸中心附近，可以提高b酸中心的酸強(qiáng)度，產(chǎn)生協(xié)同作用。烴類催化氧化反應(yīng)不被b酸催化，但b酸的存在，可以影響反應(yīng)物和產(chǎn)物的吸附和脫附速率，或成為副反應(yīng)的活性中心。酸強(qiáng)度與催化作用關(guān)系：1、固體酸催化劑表面上，不同酸強(qiáng)度部位有一定分布，并有不同的催化活性。（-al2o3有強(qiáng)酸部位和弱酸部位，強(qiáng)酸部位是催化異構(gòu)化的活性中心，弱酸部位是催化脫水的中心。）2、酸中心強(qiáng)度也會(huì)影響催化劑選擇性。酸濃度與催化作用關(guān)系：1、催化劑酸濃度影響催化劑的活性。2、酸催化劑加入堿后催化活性下降。舉例：sio2-tio2復(fù)合氧化物中，tio2為主要成分時(shí)，正電荷

10、過(guò)剩時(shí)，為l酸；sio2為主要成分時(shí)，負(fù)電荷過(guò)剩，為b酸。61、給你一種固體酸，你將采用哪些表征方法來(lái)說(shuō)明這種固體酸的酸性質(zhì)?固體酸的性質(zhì)包括三層涵意:酸中心性質(zhì)，即b酸或l酸，酸中心的強(qiáng)度和酸中心的數(shù)量(酸量)，酸濃度的測(cè)定，可用非水溶液正丁胺滴定法確定(表酸中心密度)，結(jié)合不同hammett指示劑可測(cè)定不同酸中心強(qiáng)度和酸強(qiáng)度分布;通過(guò)紅外光譜法測(cè)定吸附毗陡的酸堿鍵的振動(dòng)頻率，可確定b酸中心及l(fā)酸中心，在紅外光譜上1540 cm峰是吡啶在b酸中心的特征峰，1450 cm是l酸中心上的特征峰，1490cm是兩種酸中心的總和峰。用nh:吸附程序升溫脫附方法也可以測(cè)定固體酸表面的酸強(qiáng)度和酸濃度。7

11、、沸石催化劑特性與催化關(guān)系。分子篩的化學(xué)組成沸石分子篩是結(jié)晶硅鋁酸鹽，其化學(xué)組成實(shí)驗(yàn)式可表示為：m x/n 【（alo2）x（sio2）y】 · wh2om為陽(yáng)離子；n為陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)；x鋁氧四面體的個(gè)數(shù)；y硅氧四面體個(gè)數(shù)；w為h2o分子的分子數(shù)。特性與催化關(guān)系：1、離子交換能力沸石分子篩由于結(jié)構(gòu)中si和al的價(jià)數(shù)不一，造成的電荷不平衡必須由金屬陽(yáng)離子來(lái)平衡。硅鋁比越高，分子篩在酸性溶液中就越穩(wěn)定。 2、熱穩(wěn)定性分子篩在真空中或惰性氣流中受熱，h2o分子在逐漸解吸，在100-250即可吸熱失重，失重多少取決于補(bǔ)償陽(yáng)離子性質(zhì)。 分子篩的熱穩(wěn)定溫度：a型：700；x和y型：800；絲光沸石

12、>800;zsm-5>1100.x型和y型分子篩，采用ca2+等多價(jià)陽(yáng)離子交換可增加它們的穩(wěn)定性。h型分子篩熱穩(wěn)定性要比母晶分子篩低百倍。硅鋁比增加有利于分子篩的水熱穩(wěn)定性。3、酸性b酸中心和l酸中心在分子篩中都存在，b酸是連接在晶格氧原子上的h+，l酸是補(bǔ)償電荷的陽(yáng)離子，或是缺位氧，或是三配位al3+強(qiáng)化酸位形成。4、陽(yáng)離子在沸石分子篩中的位置陽(yáng)離子在x-，y-型分子篩中有三種位置。陽(yáng)離子在分子篩中的位置可以說(shuō)明離子交換度對(duì)分子篩催化活性的影響。5、沸石分子篩的擇形催化性質(zhì)擇形催化：分子篩具有特定尺寸的孔道、通道或空腔，只允許有一定分子尺寸的反應(yīng)物、產(chǎn)物進(jìn)出和中間物（過(guò)渡態(tài)）在其

13、中停留，這種性質(zhì)稱為分子篩的擇形選擇性。導(dǎo)致?lián)裥未呋臋C(jī)理：質(zhì)量傳遞選擇性和過(guò)渡態(tài)選擇性。反應(yīng)物的擇形催化：反應(yīng)混合物中某些分子因太大而不能進(jìn)入分子篩的空腔內(nèi)，只有直徑小于內(nèi)孔徑的分子才能進(jìn)入內(nèi)孔徑進(jìn)行催化反應(yīng)，即反應(yīng)物的擇形催化。產(chǎn)物的擇形催化：當(dāng)產(chǎn)物混合物中某些分子太大，難于從分子篩窗口擴(kuò)散出來(lái)，就形成產(chǎn)物的擇形選擇性。過(guò)渡態(tài)限制的擇形催化：某些反應(yīng)的反應(yīng)物、產(chǎn)物分子都不受分子篩窗口孔徑限制，只需要內(nèi)孔徑或籠狀腔有較大空間，才能形成相應(yīng)的過(guò)渡狀態(tài)，否則受擴(kuò)散限制使反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，即限制過(guò)渡態(tài)的擇形催化。分子交通控制的擇形催化：在具有兩種不同形狀和大小的孔道分子篩中，反應(yīng)物分子可以很容易地通過(guò)

14、一種孔道進(jìn)入到分子篩活性部位，進(jìn)行催化，產(chǎn)物分子從另一孔道擴(kuò)散出去，盡可能減少逆擴(kuò)散，增加反應(yīng)速率，即分子交通控制擇形催化。沸石分子篩酸性來(lái)源：（b酸中心和l酸中心的形成）骨架外鋁離子強(qiáng)化酸位，形成l酸中心。多價(jià)陽(yáng)離子對(duì)水分子的極化作用，產(chǎn)生b酸中心。na型分子篩可以用高價(jià)離子交換產(chǎn)生酸性。過(guò)渡金屬離子還原形成b酸中心。8、簡(jiǎn)述化學(xué)沉淀法制備催化劑，沉淀劑如何選擇。沉淀法制催化劑的原料，條件，成型。沉淀法的基本原理是在含金屬鹽類的水溶液中，加進(jìn)沉淀劑，以便生成水合氧化物、碳酸鹽的結(jié)晶或凝膠。將生成的沉淀物分離、洗滌、干燥、焙燒、成型后，即得催化劑。沉淀劑選擇：盡可能使用易分解并含易揮發(fā)成分的沉

15、淀劑。常用的有nh3、nh3h2o、co2、co(nh2)2、(nh4)2co3 形成的沉淀物必須便于過(guò)濾和洗滌。鹽類沉淀劑原則上可以形成晶形沉淀，而堿類沉淀劑都會(huì)生成非晶形沉淀； 沉淀劑的溶解度要大一些； 形成的沉淀的溶解度要小，沉淀較完全； 沉淀劑不應(yīng)造成環(huán)境污染。注意事項(xiàng)：1、原料選擇原則：符合性能要求、雜質(zhì)容易除去、原料易得，廉價(jià)，便于加工、對(duì)環(huán)境無(wú)污染。2、洗滌過(guò)程：洗滌液：水。要求是去離子水或蒸餾水；凝膠沉淀：溶解度低，為了更好的去除雜質(zhì)，用溫水。為了防止膠溶作用，要求洗滌次數(shù)不要太多，沉淀時(shí)間不要太長(zhǎng)。晶型沉淀：溶解度大，所以用低溫，較稀濃度的沉淀劑溶液洗滌。（1）過(guò)濾與洗滌 過(guò)

16、濾作用：把沉淀物與水相分開(kāi) 水相中含酸根和k+、na+、nh4+等生成的鹽 洗滌作用：洗去雜質(zhì)（機(jī)械雜質(zhì)、化學(xué)雜質(zhì)等） 濾餅中仍有6080%水分含有鹽溶液+吸附雜質(zhì) 雜質(zhì)形態(tài)：1）機(jī)械參雜、2）表面粘著、3）表面吸附、 4）內(nèi)部包藏、5）化學(xué)組分雜質(zhì) 1）3）可以通過(guò)洗滌除之； 4）5）不可以通過(guò)洗滌除之；只能設(shè)法避免洗滌方法：加水強(qiáng)烈攪拌、過(guò)濾反復(fù)多次 可采用升溫、適當(dāng)延長(zhǎng)洗滌時(shí)間等方法加強(qiáng)效果 傾析法：費(fèi)時(shí)但效果很好 注意：洗滌次數(shù)不要太多、沉降時(shí)間不能太長(zhǎng)、要經(jīng)常 檢驗(yàn)溶液中（多數(shù)為水）雜質(zhì)的含量。（2）干燥脫水 兩個(gè)階段:水凝膠脫水、干凝膠脫水階段 通常在60200的空氣中進(jìn)行 對(duì)化學(xué)

17、結(jié)構(gòu)沒(méi)什么影響 對(duì)物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的影響（尤其是孔結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度） 潤(rùn)濕水分外表面附著水分 毛細(xì)管水分微粒內(nèi)、孔隙內(nèi)、晶體內(nèi)孔腔的水分 化學(xué)結(jié)合水與陽(yáng)離子結(jié)合的水分干燥脫水順序：大孔中水 小孔 微孔 化學(xué)結(jié)合水水凝膠脫水階段：開(kāi)始到水降至50%左右的階段失水速率 基本恒定，濾餅基本不結(jié)皮干凝膠脫水階段：當(dāng)水含量將至50%左右時(shí)，濾餅開(kāi)始收縮、 結(jié)皮，水分的蒸發(fā)受制于毛細(xì)管力。此時(shí)如果 蒸發(fā)太快，水分鎖閉在較小的孔中，將產(chǎn)生很 大的蒸汽壓，最后導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)破裂，伴隨而至 的將是孔容和表面積的減少。（3）焙燒（t>450） 干燥后物料中仍含有: （a）水合氧化物（氫氧化物） （b）可熱分解的碳酸

18、鹽或銨鹽焙燒作用：（1）熱分解除去化學(xué)結(jié)合水和揮發(fā)性物質(zhì) （主要 是co2、no2、nh3等） ，使之轉(zhuǎn)化為所需要的 化學(xué)成分或化學(xué)形態(tài) （2）借助于固態(tài)反應(yīng)、互溶、再結(jié)晶獲得所需的晶 型、粒度、孔徑、比表面 （3）使微晶適當(dāng)燒結(jié)提高機(jī)械強(qiáng)度，孔隙（4）成型 形狀的影響： （1）對(duì)流體流動(dòng)、流速有影響 （2）對(duì)催化劑內(nèi)的傳熱有影響（影響溫度分布） （3）對(duì)催化劑的內(nèi)部傳質(zhì)有影響（影響濃度分布） （4）反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)阻力（壓降）有影響 （5）對(duì)催化劑的反應(yīng)結(jié)果有影響（影響宏觀選擇性） （6）對(duì)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度等有影響典型的成型方法： （1）破碎（將大的顆粒破碎成無(wú)定型的小顆粒） （2）壓片 （由

19、打片機(jī)壓成片狀） （3）擠條 （由擠條機(jī)擠成條狀） （4）滾涂 （由滾涂機(jī)滾涂成所需形狀） （5）凝聚成球（靠表面張力凝聚成球） （6）噴霧成球 （先噴成霧狀，靠表面張力凝聚成球） （7）研粉 （有研磨機(jī)研成粉狀） （8）織網(wǎng) （編織成網(wǎng)） （9）其他特殊（化學(xué)腐蝕等）9、負(fù)載型催化劑的制備及其注意事項(xiàng)。負(fù)載型催化劑 ：浸漬法 ，離子交換法 ，沉積沉淀法 浸漬法是負(fù)載型催化劑制備常用方法將載體放進(jìn)含有活性物質(zhì)（或連同助催化劑）的液體（或氣體）中浸漬，當(dāng)浸漬平衡后，將剩余的液體除去，再進(jìn)行干燥、焙燒、活化等處理得到催化劑。離子交換法：利用離子交換的手段把活性組分以陽(yáng)離子的形式交換吸附到載體（多為

20、分子篩）上。適用于低含量，高利用率的貴金屬催化劑。用于活性組分高分散，均勻分布大表面的負(fù)載型金屬催化劑。注意事項(xiàng)：對(duì)載體的要求：惰性；適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度；在反應(yīng)和再生條件下的穩(wěn)定性；表面積大，但有時(shí)不一定要大；孔結(jié)構(gòu)，包括平均孔徑及其分布；價(jià)廉易得。負(fù)載型催化劑的制備（將浸漬液浸泡載體后制備的催化劑）1 載體的選擇與浸漬液的配制 （1） 載體的選擇從物理因素、化學(xué)因素 兩方面考慮 （a）物理因素：1）顆粒大小、表面積、孔結(jié)構(gòu) 2）載體導(dǎo)熱性 3）載體機(jī)械強(qiáng)度 （b）化學(xué)因素：1）惰性載體只提供形狀、孔結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度等 2）載體與活性組分有部分相互作用 3）載體本身也具有催化活性雙功能cat載體的預(yù)

21、處理：1）熱處理使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 2）擴(kuò)孔處理擴(kuò)大孔徑（必要時(shí)才用） 3）增濕處理使載體內(nèi)、外擴(kuò)散速率均勻 4）水煮、酸洗處理除雜質(zhì) 注：人工合成載體一般不需要作化學(xué)處理（2）浸漬液的配制 活性組分制成易溶于水或其它溶劑的易溶鹽（硝酸 鹽、銨鹽、有機(jī)酸鹽（乙酸、草酸、乳酸） 溶劑水（去離子水）或醇、烴類對(duì)活性組分要求： 1）選用的活性組分化合物應(yīng)易溶于水或其他溶劑 2）焙燒時(shí)能分解成所需的活性組分或還原后變成活性組分 3）無(wú)用組分能在焙燒或還原過(guò)程中揮發(fā)除去浸漬液濃度（要控制得當(dāng)）： 濃度高不易滲透到微孔中活性組分在載體上分布不均 得到的金屬晶粒粗且粒徑分布較寬 濃度低 一次浸漬達(dá)不到負(fù)載量反復(fù)浸漬

22、 10、試結(jié)合催化劑使用過(guò)程中變化，分析催化劑失活原因和再生方法。催化劑失活：在恒定反應(yīng)條件下，進(jìn)行的催化反應(yīng)的活性和選擇性，隨著運(yùn)行的時(shí)間而下降的現(xiàn)象，稱為cat的失活或衰變。催化劑的失活是一個(gè)復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程。失活原因：（1）中毒cl-1、o2硫化物等不可逆、可逆中毒（2）結(jié)焦焦、碳的生成堵塞孔道可逆酸性、細(xì)孔結(jié)構(gòu)都可能加劇此現(xiàn)象（3）燒結(jié)溫度過(guò)高金屬晶格燒結(jié)不可逆（4）污染各種污染物污染所致催化劑的再生方法：（1）蒸汽處理 （2）空氣處理 （3）h2/還原性氣 （4）酸/堿處理11、催化劑的使用過(guò)程一、運(yùn)輸、貯藏、填裝：包裝：一般是桶裝（內(nèi)用塑料袋）桶：金屬、纖維板運(yùn)輸：輕拿輕放，以

23、免破碎貯藏：防潮、防污染、防氧化裝填：保證氣流分布均勻、阻力降小先過(guò)篩，檢查篦 條、支網(wǎng)等，頂部用固定柵條或一層重的惰性物壓住防cat.被吹而移動(dòng)方法：布袋法、繩斗法、多節(jié)桿法（粗反應(yīng)器、細(xì)反應(yīng)管的裝填方法不同）。二. 升溫與還原是cat.制備過(guò)程的“繼續(xù)”，是形成活性結(jié)構(gòu)的過(guò)程，是投入使用前的最后工序過(guò)程特點(diǎn)：既有化學(xué)變化還原為活性態(tài)，如金屬又有物理變化表面積增大，析碳（co還原時(shí)）正常過(guò)程應(yīng)穩(wěn)定而緩慢三. 開(kāi)停車(chē)及鈍化（1）開(kāi)車(chē)： a. 純n2置換（或惰性氣） b. 循環(huán)加熱c. 用還原性氣體（或工藝條件）升溫、還原（2）停車(chē)及鈍化 短期停車(chē)（臨時(shí)、搶修等）只需關(guān)閉反應(yīng)器出口閥并保持cat

24、床層溫度，維持正壓或用純n2保護(hù)cat，維持爐溫。長(zhǎng)期停車(chē)鈍化處理用含少量氧的n2（或水蒸氣）緩慢氧化cat.，逐步降溫卸出催化劑，卸出cat.方法：真空抽出，人工卸出。四、使用過(guò)程中：1. 催化劑使用中的變化（活性隨時(shí)間的變化）. 誘導(dǎo)期（成熟期）、. 穩(wěn)定期 、. 衰老期2. 注意事項(xiàng)1）一定要還原好催化劑、2）一定要穩(wěn)定操作，盡量避免快速升、降溫度、3）嚴(yán)禁毒物的帶入、4）催化劑使用初期，硬是操作溫度處于最佳使用溫度下線，待活性降低后在逐漸提溫。12、合成氨工藝流程中，主要催化活性組成是什么，并對(duì)各組的作用進(jìn)行分析。氨合成時(shí)采用以鐵為主體的催化劑。鐵催化劑按下列組成配料：fe2o3 54

25、68%，feo 2936%，al2o3 24%，k2o 0.50.8%，cao 0.72.5%，mgo若干。催化劑的活性成分是鐵。使用時(shí)將催化劑裝在反應(yīng)器內(nèi)用原料氣使鐵的氧化物還原成鐵。這種鐵具有海綿狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積很大。 （ fe2o3 ，feo）+ h2 =fe + h2o催化劑中的al2o3 、 k2o和cao等未被還原， al2o3可以提高催化劑的耐熱性能， k2o可以促使氮的活性吸附， cao可以降低熔煉時(shí)物料的熔點(diǎn)和粘度。催化劑比較容易中毒，少量氧和氧化物的存在將使活性鐵氧化而失去活性。但當(dāng)氧或氧化物清除后，活性仍可恢復(fù)，因此這叫做暫時(shí)中毒。硫（h2s）、磷(如ph3)等引起的催化

26、劑中毒是不可恢復(fù)的，故叫做永久中毒。 催化劑有多種型號(hào)，以我國(guó)a10型催化劑為例，起燃溫度為370 ，耐熱溫度為500 ，活性最高時(shí)的溫度為450 左右。13、fcc路線（組分流程）fcc路線：催化裂化是石油煉制過(guò)程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油和柴油等的過(guò)程。原料采用原油蒸餾（或其他石油煉制過(guò)程）所得的重質(zhì)餾分油;或重質(zhì)餾分油中混入少量渣油,經(jīng)溶劑脫瀝青后的脫瀝青渣油；或全部用常壓渣油或減壓渣油。在反應(yīng)過(guò)程中由于不揮發(fā)的類碳物質(zhì)沉積在催化劑上，縮合為焦炭，使催化劑活性下降，需要用空氣燒去（見(jiàn)催化劑再生），以恢復(fù)催化活性，并提供裂化反應(yīng)所需熱量。催化裂化是石油煉廠從重質(zhì)油生產(chǎn)汽油的主要過(guò)程之一。所產(chǎn)汽油辛烷值高（馬達(dá)法80左右），安定性好，裂化氣（一種煉廠氣）含丙烯、丁烯、異構(gòu)烴多。費(fèi)托合成：總的工藝流程主要包括煤氣化、氣體凈化、變換和重整、合成和產(chǎn)品精制改質(zhì)等部分。合成氣中的氫氣與一氧化碳的摩爾比要求在22.5。反應(yīng)器采用固定床或流化床兩種形式。如以生產(chǎn)柴油為主，宜采用固定床反應(yīng)器；如以生產(chǎn)汽油為主，則用流化床反應(yīng)器較好。此外，近年來(lái)正在開(kāi)發(fā)的漿態(tài)反應(yīng)器，漿態(tài)床反應(yīng)器比管式固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于