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嘉定区实验室贵金属均相催化剂科研应用

来源: 发布时间:2023年05月26日

贵金属均相催化剂在整个石油工业的炼油工业阶段.除常压蒸馏、减压蒸馏、焦化等少数几个过程外.80%的炼油产品生产要用到催化剂.如催化裂化、催化加氢等。而随后的与石油化工相关的过程.则有90%是离不开催化剂参与的。相信不少人在中学化学课上学到过.催化剂具有改变化学反应中反应物化学反应速率(提高或降低)的作用.它在化学反应前后的质量、组成和化学性质不会发生改变。过去习惯把降低反应速率的贵金属均相催化剂称为“负催化剂”.现在通常将其称为抑制剂.而我们这里讨论到的催化剂则专门指提高化学反应速率的物质。贵金属催化剂优点,应用范围广:因为贵金属催化剂拥有较好的化学活性。嘉定区实验室贵金属均相催化剂科研应用

贵金属均相催化剂在化工生产中具有重要而较多的应用.生产化肥、农药、多种化工原料等都要使用催化剂。催化剂在全球各行各业较多使用.未来无论在催化剂的科学理论研究、清洁能源的开发与利用.环境保护与提高经济效益以及人类生存环境的治理与保护都有极大的发展前景。简言之.人类的生存发展.吃穿住行离不开催化剂及其发展。主要是由一种或数种活性物质沉积于载体上构成(称作“载体催化剂”)或以活性物质为基料的混合物构成。在大多数情况下.这些活性物质是某些金属、金属氧化物、其他金属化合物及其混合物。经常单独使用或以化合物形式使用的金属是钴、镍、钯、铂、钼、铬、铜或锌。载体(有时可被活化)通常是由钒土、碳、硅胶、硅化石粉或陶瓷材料构成。载体催化剂有齐格勒催化剂及齐格勒-纳塔型催化剂等。浙江新型贵金属均相催化剂小试废旧的贵金属催化剂有可回收循环再利用这一优点。

贵金属均相催化剂加氢处理过程中重油中的金属杂质会逐渐沉积在催化剂表面并堵塞微孔、降低表面积.终而导致催化剂的一直失活。此外.由于反应器顶部产生板结层而使压降骤增.常常被迫进行催化剂撇头除渣甚至装置停车。在加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)催化剂前装填加氢脱金属(HDM)催化剂可以解决这些问题。催化剂之所以需要固定化.主要还是为了方便催化剂与反应体系的分离。单纯从反应效率来看.非均相催化剂比不上均相催化剂.但是作为化工生产.我们都是从化工流程的角度对一些问题进行考量的。一般情况下.我们更加重视催化剂的分离.这就导致了目前90%以上的催化过程都常用非均相催化.也就是要将催化剂固定在载体上。

单纯从反应效率上来看.那种类型的贵金属均相催化剂比较好呢.无疑是均相催化剂。主要有以下几点原因:首先.均相催化剂没有内外扩散效应.反应物直接就在体系里与催化剂接触自然反应效率就非常高。而非均相催化剂.要经历一系列非常复杂的扩散过程。反应物首先要扩散到催化剂表面.然后再催化剂的空隙内继续扩散.直到到达催化剂上的活性中心以后发生反应。反应的产品又要经过一系列扩散过程从催化剂中脱离出来。这样一来就导致非均相催化反应的速率要比均相催化反应低。因均相催化作用机理较清楚明晰,易于精心设计调配研究和把握。

贵金属均相催化剂与底物的分离在流程上是有非常重大的意义的。主要体现在以下几点:首先.有些催化剂中使用了各种稀有金属.比如铂.钯等等.这些金属价格非常昂贵。如果不重复利用.而是一次性使用的话在经济上非常不合理.因此这类催化剂必须要回收。在这一点上非均相催化剂就有了巨大的优势。其次.有些催化剂虽然价格便宜.但是为了产品的质量也必须要将催化剂与产物分离.提纯产品。较后.很多催化剂本身是有害物质.出于环保与安全的目的.也需要进行复杂的无害化处理。就比如说上文提到的酯化反应.硫酸本身是非常便宜的物料。但硫酸同时也是一种污染物.在后续的处理中需要用碱进行中和.得到的是含盐废水.这种废水需要蒸发.然后把盐作为危废处理。这一套流程下来成本不菲.当然现在也养活了一大批环保企业。贵金属催化剂的作用:改善操作条件,降低对设备的要求,改进生产条件。浦东新区自主研发贵金属均相催化剂生产商

贵金属催化剂的特点:过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层容易失去电子,具有较强的氧化还原性能。嘉定区实验室贵金属均相催化剂科研应用

尽管非均相催化剂效率不及贵金属均相催化剂.但是实际上工业上90%的催化过程都是非均相催化.而且现在研究的趋势就是尽可能的利用非均相催化流程代替均相催化流程。这其中的重要原因就在于.非均相催化剂在流程组织上有无语伦比的优势——那就是非均相催化剂容易回收.甚至不需要回收。均相催化剂是直接融入体系内的.因此在反应结束以后我们很难将催化剂从体系内分离出来。而非均相催化剂者非常容易通过过滤.离心.分液(液液非均相过程)与反应底物分离.在某些情况下可以直接将催化剂固定于反应器内.在这种情况下.理论上不需要外加催化剂与体系的分离单元。嘉定区实验室贵金属均相催化剂科研应用

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