失活類型和原因
失活的類型和原因很復(fù)雜,大致可分為三類:
(1)結(jié)構(gòu)變化 催化劑的物理結(jié)構(gòu)在反應(yīng)過程中發(fā)生變化,如晶型改變、細(xì)分散晶粒長(zhǎng)大,顆粒燒結(jié)和載體粉化等,從而失去活性。這種失活是不可逆轉(zhuǎn)的。發(fā)生這種情況的主要原因是溫度過高,也可能是氣體帶進(jìn)雜質(zhì)組分造成的。如二氧化硅為載體的釩催化劑在HF作用下,會(huì)造成催化劑粉化,活性下降。
(2)物理中毒 固體雜質(zhì)如粉塵、炭等沉積在催化劑表面上遮蓋活性中心,使內(nèi)擴(kuò)散阻力增加,可導(dǎo)致活性下降。這種失活是雜質(zhì)的物理作用引起的,清除雜質(zhì)后,還可恢復(fù)大部分活性。石油化工催化反應(yīng)中的“結(jié)炭”現(xiàn)象屬于物理中毒。另外,某些惰性氣體組分可能在催化劑表面上強(qiáng)吸附,占據(jù)部分活性中心,使催化劑活性降低。當(dāng)反應(yīng)氣體中這部分組分減少時(shí),還可脫附恢復(fù)催化劑活性。
(3)化學(xué)中毒 某些被吸附的氣體雜質(zhì)分子(毒物)與催化劑活性物質(zhì)發(fā)生不可逆反應(yīng),生成無活性物質(zhì),如硫、磷等化合物對(duì)銅、鋅.鎳等催化劑的毒害;或生成揮發(fā)性物質(zhì)逸入氣相;或固定在催化劑表面,催化副反應(yīng),降低目的產(chǎn)物的選擇性。如石油原料中很少量的鎳、釩、鐵等毒物沉積在裂解催化劑上時(shí),會(huì)增加氫和焦炭的產(chǎn)率,降低汽油產(chǎn)率?;瘜W(xué)中毒引起的催化劑失活難以恢復(fù),稱為永久性失活。