❶ 催化剂为什么能够起到催化作用原理是什么
一、在化学反应里能改变反应物化学反应速率(既能提高也能降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。
二、催化作用的原理:
1、由于催化剂的介入而加速或减缓化学反应速率的现象称为催化作用。在催化反应中,催化剂与反应物发生化学作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能,这是催化剂得以提高反应速率的原因。如化学反应A+B→AB,所需活化能为E,加入催化剂C后,反应分两步进行,所需活化能分别为F,G,其中F,G均小于E。
2、A+C→AC-------AC+B→AB+C,这两步的活化能都比E值小得多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/RT,由于催化剂参与反应使E值减小,从而使反应速率显著提高。也有某些反应,催化剂参与反应后,活化能E值改变不大,但指前因子A值明显增大(或解释为活化熵增大),也导致反应速率加快。
三、催化作用的类型:
1、均相催化。催化剂与反应物均处于同一相中的催化作用,如均相酸碱催化、均相络合催化等。均相催化大多在液相中进行。均相催化剂的活性中心比较均一,选择性较高,副反应较少,但催化剂难以分离、回收和再生。
2、多相催化。发生在两相界面上的催化作用。通常催化剂为多孔固体,反应物为液体或气体。在多相催化反应中,固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用,使反应物分子得到活化,降低了反应的活化能,而使反应速率加快。固体催化剂表面是不均匀的,只有部分点对反应物分子发生化学吸附,称为活性中心。工业生产中的催化作用大多属于多相催化。
3、生物催化。生物体内在酶作用下进行的催化反应。酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和等特点,但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。
4、自动催化。反应产物的自我催化作用。在一些反应中,某些反应的产物或中间体具有催化功能,使反应经过一段诱导期后速率大大加快。自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。
5、其他还有电催化、光助催化、光电催化等。
❷ 催化剂剂中添加粘结剂起到的是什么作用
催化剂剂中添加粘结剂起到的是什么作用
粘结剂的作用就是将物料团聚在一起,
可以说颗粒越小越容易聚在一起,但越能太细,成型时压力会增大
❸ 化学催化剂的作用和意义
催化剂会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。
催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化.
催化剂对化学反应速率的影响非常大,有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂一般具有选择性,它仅能使某一反应或某一类型的反应加速进行。
初中书上定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
❹ 催化器的作用
、三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的工种主要有害物质转化为无害物质。随着环境保护要求的日益苛刻,越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中,通过氧化还原反应,二氧化碳和氮气,故又称之为三元(效)催化转化器。
2、当然三元催化器的主要作用是显而易见的,其起到的作用主要就是净化汽车尾部排出的空气。当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应。
3、其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气;这就达到了净化空气的目的,这就是三元催化器的一个主要作用。
❺ 催化裂化装置的原料主要有哪些及影响因素有哪些
摘要 催化裂化装置原料残炭升高, 硫、氮及重金属(尤其是镍) 显著增加、530馏出量大幅下降, 导致产品收率、产品质量变差
❻ 试说明催化剂在工业生产中的重要作用要简短
催化济可以加速物质的化学反应,质量永远不变,这样可以节约资源.
❼ 催化技术在材料发展方面的作用
催化即通过催化剂改变反应物的活化能,改变反应物的化学反应速率,反应前后催化剂的量和质均不发生改变的反应。
催化这个词是1835年J.J.贝采利乌斯引用到化学学科中来的。1902年W.奥斯特瓦尔德将催化定义为:“加速化学反应而不影响化学平衡的作用。”1910年实现合成氨的大规模生产,是催化工艺发展史上的里程碑。20世纪以来,催化工艺迅速发展,例如,20年代研究成功用钴催化剂由一氧化碳和氢合成液体燃料的费-托法;1955年研究成功齐格勒-纳塔催化剂,用于烯烃定向聚合;现代化学工业和炼油工业的生产过程,已有80%以上使用了催化方法。
催化剂的使用,使人类对自然资源的利用更合理,利用的途径更广阔。例如,从煤炭和石油资源出发合成了甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等基本有机原料,改变了过去用粮食生产的途径;合成纤维的生产减轻了人类对棉花的依赖;塑料的发展减轻了人类对木材的依赖。合成橡胶、化肥、医药、合成食品、调味品的生产都与催化剂的使用分不开。总之,催化技术使人们更充分地利用自然资源,生活得更加丰富多彩。
催化剂的使用和更新及更有效的催化剂的出现,都会促进技术革新,改变工业面貌,节约能源,提高劳动生产率,生产出质量更高的产品。例如硫酸的生产,开始是用一氧化氮作催化剂的铅室法,产品浓度低、杂质多、产量小;用铂作催化剂可使硫酸产品浓度达98%以上,可制得发烟硫酸;用钒作催化剂后,产品质量大大提高,成本大幅度下降。又如炼油工业中的催化裂化,用分子筛催化剂代替无定形硅铝胶催化剂后,由于分子筛的择形作用,改变了裂化产物的分布,得到了高质量产品。催化剂的使用可改变工艺流程,减少三废;催化转化还是治理三废变废为宝的有效方法。
❽ 催化剂在石油加工中的作用
石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。原料采用原油蒸馏(或其他石油炼制过程)所得的重质馏分油;或重质馏分油中混入少量渣油,经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油;或全部用常压渣油或减压渣油。在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上,缩合为焦炭,使催化剂活性下降,需要用空气烧去(见催化剂再生),以恢复催化活性,并提供裂化反应所需热量。催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。所产汽油辛烷值高(马达法80左右),安定性好,裂化气(一种炼厂气)含丙烯、丁烯、异构烃多。
沿革
催化裂化技术由法国E.J.胡德利研究成功,于1936年由美国索康尼真空油公司和太阳石油公司合作实现工业化,当时采用固定床反应器,反庆和催化剂再生交替进行。由于高压缩比的汽油发动机需要较高辛烷值汽油,催化裂化向移动床(反应和催化剂再生在移动床反应器中进行)和流化床(反应和催化剂再生在流化床反应器中进行)两个方向发展。移动床催化裂化因设备复杂逐渐被淘汰;流化床催化裂化设备较简单、处理能力大、较易操作,得到较大发展。60年代,出现分子筛催化剂,因其活性高,裂化反应改在一个管式反应器(提升管反应器)中进行,称为提升管催化裂化。
中国1958年在兰州建成移动床催化裂化装置,1965年在抚顺建成流化床催化裂化装置,1974年在玉门建成提升管催化裂化装置。1984年,中国催化裂化装置共39套,占原油加工能力23%。
石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。原料采用原油蒸馏(或其他石油炼制过程)所得的重质馏分油;或重质馏分油中混入少量渣油,经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油;或全部用常压渣油或减压渣油。在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上,缩合为焦炭,使催化剂活性下降,需要用空气烧去(见催化剂再生),以恢复催化活性,并提供裂化反应所需热量。催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。所产汽油辛烷值高(马达法80左右),安定性好,裂化气(一种炼厂气)含丙烯、丁烯、异构烃多。
沿革
催化裂化技术由法国E.J.胡德利研究成功,于1936年由美国索康尼真空油公司和太阳石油公司合作实现工业化,当时采用固定床反应器,反庆和催化剂再生交替进行。由于高压缩比的汽油发动机需要较高辛烷值汽油,催化裂化向移动床(反应和催化剂再生在移动床反应器中进行)和流化床(反应和催化剂再生在流化床反应器中进行)两个方向发展。移动床催化裂化因设备复杂逐渐被淘汰;流化床催化裂化设备较简单、处理能力大、较易操作,得到较大发展。60年代,出现分子筛催化剂,因其活性高,裂化反应改在一个管式反应器(提升管反应器)中进行,称为提升管催化裂化。
中国1958年在兰州建成移动床催化裂化装置,1965年在抚顺建成流化床催化裂化装置,1974年在玉门建成提升管催化裂化装置。1984年,中国催化裂化装置共39套,占原油加工能力23%。
催化剂
主要成分为硅酸铝,起催化作用的是其中的酸性活性中心(见固体酸催化剂)。移动床催化裂化采用3~5mm小球形催化剂。流化床催化裂化早期所用的是粉状催化剂,活性、稳定性和流化性能较差。40年代起,开发了微球形(40~80μm)硅铝催化剂,并在制备工艺上作了改进,活院脱≡裥远急冉虾谩?0年代初期,开发了高活性含稀土元素的
X型分子筛硅铝微球催化剂。70 年代起, 又开发了活性更高的Y型分子筛微球催化剂(见石油炼制催化剂)。
化学反应
与按自由基反应机理进行的热裂化不同,催化裂化是按碳正离子机理进行的,催化剂促进了裂化、异构化和芳构化反应,裂化产物比热裂化具有更高的经济价值,气体中C3和C4较多,异构物多;汽油中异构烃多,二烯烃极少,芳烃较多。其主要反应包括:①分解,使重质烃转变为轻质烃;②异构化;③氢转移;④芳构化;⑤缩合、生焦反应。异构化和芳构化使低辛烷值的直链烃转变为高辛烷值的异构烃和芳烃。
工艺过程
催化裂化的流程包括三个部分:①原料油催化裂化;②催化剂再生;③产物分离。原料经换热后与回炼油混合喷入提升管反应器下部,在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。反应温度480~530℃,压力0.14MPa(表压)。反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器(简称旋分器)分离后,进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。裂化气经压缩后去气体分离系统。结焦的催化剂在再生器用空气烧去焦炭后循环使用,再生温度为600~730℃。
使用分子筛催化剂时,为了使炼厂产品方案有一定的灵活性,可根据市场需要改变操作条件以得到最大量的汽油、柴油或液化气。
装置类型
流化床催化裂化装置有多种类型,按反应器(或沉降器)和再生器布置的相对位置的不同可分为两大类:①反应器和再生器分开布置的并列式;②反应器和再生器架叠在一起的同轴式。并列式又由于反应器(或沉降器)和再生器位置高低的不同而分为同高并列式和高低并列式两类。
同高并列式 要特点是:①催化剂由U型管密相输送;②反应器和再生器间的催化剂循环主要靠改变U型管两端的催化剂密度来调节;③由反应器输送到再生器的催化剂,不通过再生器的分布板,直接由密相提升管送入分布板上的流化床可以减少分布板的磨蚀。
高低并列式特点是反应时间短,减少了二次反应;催化剂循环采用滑阀控制,比较灵活。
同轴式装置形式特点是:①反应器和再生器之间的催化剂输送采用塞阀控制;②采用垂直提升管和90°耐磨蚀的弯头;③原料用多个喷嘴喷入提升管。
发展
长期以来,流化床催化裂化原料主要为原油蒸馏的馏出油(柴油、减压馏出油等)和热加工馏出油,原料中镍、钒(会使催化剂中毒)含量一般均小于0.5ppm。在以减压渣油作催化裂化原料时,通常要在进入催化裂化装置前,用各种方法进行原料预处理,除去其中大部分镍、钒等金属和沥青质。70年代以来,由于节约石油资源引起商品渣油需求下降。因此,流化床催化裂化装置掺炼减压渣油或直接加工常压渣油已相当普遍。主要措施是:采用抗重金属中毒催化剂;在原料中加入钝化剂等。