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北京鑫視科科技有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第2年

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催化劑的基本性能要求--選擇性

時(shí)間:2024/11/29閱讀:920
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 選擇性

       催化劑并不是對(duì)熱力學(xué)允許的所有化學(xué)反應(yīng)都能起作用,而是特別有效地加速平行反應(yīng)或連串反應(yīng)中的一個(gè)反應(yīng)。催化劑對(duì)這類復(fù)雜反應(yīng)有選擇地發(fā)生催化作用的性能,就稱為催化劑的選擇性。

      例如,對(duì)于反應(yīng)aA→bB+cC+dD+??反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率可由式(1-34)計(jì)算。產(chǎn)物B的單程收率ZB為:

                         (1-35)

式中 NB--產(chǎn)物B的物質(zhì)的量;

a、b-分別為反應(yīng)物A及產(chǎn)物B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

對(duì)產(chǎn)物B而言,產(chǎn)物B的選擇性就是其單程收率與反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的比值,即:

                  (1-36)

同樣,反應(yīng)產(chǎn)物C的單程收率和選擇性分別為:

                         (1-37)

                      (1-38)

反應(yīng)產(chǎn)物D的單程收率及選擇性分別為:

                         (1-39)

                     (1-40)

舉例來(lái)說(shuō),用Al2O3催化劑進(jìn)行乙醇脫水制乙烯時(shí),每通入10mol乙醇,可生成9mol 乙烯,剩余0.5mol乙醇,這時(shí)乙醇的轉(zhuǎn)化率為:

乙烯的單程收率為:

乙烯的選擇性為:

表示催化劑選擇性的另一種方法是采用選擇性因子,其定義是:

                            (1-41)

式中  S1-選擇性因子;

k1- 一主反應(yīng)的表觀反應(yīng)速率常數(shù)或真實(shí)反應(yīng)速率常數(shù);

k2- 副反應(yīng)的表觀反應(yīng)速率常數(shù)或真實(shí)反應(yīng)速率常數(shù)。

以一氧化碳加氫反應(yīng)為例,一氧化碳在催化劑作用下可以轉(zhuǎn)化為甲醇(聯(lián)醇反應(yīng)),也可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為甲烷(甲烷化反應(yīng)),即:

CO→[k1]2H2CH3OH→[k2]H2CH4+H2O

如果使用有高度選擇性的聯(lián)醇催化劑,就可控制反應(yīng)主要發(fā)生在生成甲醇的這一步,而減少副產(chǎn)物甲烷的生成,這時(shí)選擇性因子為:

                           (1-42)

式中 S聯(lián)醇-聯(lián)醇催化劑的選擇性因子;

k1--CO轉(zhuǎn)化為CH3OH的反應(yīng)速率常數(shù);

k2-CH3OH轉(zhuǎn)化為CH4的反應(yīng)速率常數(shù)。

      用選擇性因子表示催化劑選擇性的方法主要用于催化理論研究中。這種用真實(shí)反應(yīng)速率常數(shù)比表示的選擇性因子,又稱為固有選擇性,因?yàn)樗粵Q定于催化劑的種類和組成,而不包括其他影響因素。

     工業(yè)催化過(guò)程中,除主反應(yīng)外,常伴有某種程度的副反應(yīng),因此選擇性總是小于100%。一方面,催化劑的選擇作用在工業(yè)上具有特殊意義,選擇某種催化劑,就有可能合成出某一特定產(chǎn)品;另一方面,催化劑有優(yōu)良的反應(yīng)選擇性,就可減少原料消耗和減少反應(yīng)后處理工序。

     有時(shí),催化劑的活性與選擇性不能同時(shí)滿足時(shí),就應(yīng)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的要求綜合考慮。如果反應(yīng)原料昂貴或產(chǎn)物與副產(chǎn)物很難分離,最好選用高選擇性催化劑;反之,如原料價(jià)廉而原料與產(chǎn)物易于分離,則宜采用高活性(即高轉(zhuǎn)化率)的催化劑。

產(chǎn)品展示

產(chǎn)品詳情:

       SSC-CTR900 催化高溫反應(yīng)儀適用于常規(guī)高溫高壓催化反應(yīng)、光熱協(xié)同化、催化劑的評(píng)價(jià)及篩選、可做光催化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)歷程等方面的研究。主要應(yīng)用到高溫高壓光熱催化反應(yīng),光熱協(xié)同催化,具體可用于半導(dǎo)體材料的合成燒結(jié)、催化劑材料的制備、催化劑材料的活性評(píng)價(jià)、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛乙醛氣體的光催化降解、苯系物的降解分析、VOCs、NOx、SOx、固氮等領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)氣固液多相體系催化反應(yīng),氣固高溫高壓的催化反應(yīng),滿足大多數(shù)催化劑的評(píng)價(jià)需求。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì):

SSC-CTR900催化高溫反應(yīng)儀的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

1)高溫高壓催化反應(yīng)儀可實(shí)現(xiàn)催化高溫<900℃C高壓<10MPa反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

2)紫外、可見(jiàn)、紅外等光源照射到催化劑材料的表面,實(shí)現(xiàn)光熱協(xié)同和光誘導(dǎo)催化;

3)光熱催化反應(yīng)器采用高透光石英玻璃管,也可以采用高壓反應(yīng)管,兼容≤30mm 反應(yīng)管;

4)可以實(shí)現(xiàn)氣氛保護(hù)、抽取真空、PECVD、多種氣體流量控制等功能;

5)可以外接鼓泡配氣、背壓閥、氣液分離器、氣相色譜等,實(shí)現(xiàn)各種功能的擴(kuò)展;

6) 采取模塊化設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)光源、高溫反應(yīng)爐、高溫石英反應(yīng)器、高真空、固定床反應(yīng)、

光熱反應(yīng)等匹配使用;

7) 高溫高壓催化反應(yīng)儀,小的占地面積,可多功能靈活,即買即用。


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