催化剂的化学成分在化学反应前后没有变化。理论上,催化剂的寿命是无限的。但在实际应用中,催化剂有一定的使用寿命,有时使用寿命比预期的要短得多。
催化剂失活的主要原因如下:
催化剂中毒失活:反应物中含有导致催化剂中毒的化学物质,如O、s、P、as、卤素等。,属于催化剂的永久失活和不可逆失活
烧结和热失活:主要表现为晶粒长大、晶体崩塌和复合、活性组分分流损失和分散结构的变化,这种失活一般是不可逆的;
催化剂堵塞失活:杂质或污染物沉积、催化剂结焦等,这种失活方式是部分可逆的。
工业催化剂的失活过程往往是上述失活类型的结果。但是,对于某种催化反应过程和催化剂,失活过程一般是基于某种类型的。我们需要了解自己的工艺特点,分析失活类型,然后对其进行优化和改进。
例如,Raney镍用作间歇反应器型硝基加氢催化剂。如果原料中没有有毒物质,则主要是封闭和灭活。如果硝基加氢反应是放热反应,则容易产生焦油副产物,附着在催化剂表面,造成孔堵塞。它可以将间歇反应器工艺升级为连续工艺,减少升温和降温过程,使系统更加稳定。同时,采用低温活性好的Raney镍催化剂,能有效减少焦油副产物,避免堵塞和失活,提高催化剂寿命。例如,在石化工业的衍生工业中,原料中的硫等有毒物质容易引起催化剂中毒和失活,必须严格控制原料和气体中的硫含量。在化工生产前,可采用脱硫剂对原料进行脱硫,有效地保护了催化剂,大大提高了催化剂的使用寿命。
总之,催化剂失活的因素是多而复杂的,但如果能找出主要因素并采取合理措施加以控制,将有效地提高催化剂的使用寿命和效果。