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四、催化剂的使用、失活与再生 1、催化剂使用中的变化 2、催化剂的失活 可逆 不可逆 （1）中毒 催化剂的活性和选择性可能由于微量外来物质的存在而下降，这种现象叫做催化剂的中毒。 外来的微量物质则叫做催化剂的毒物。 某些催化剂及催化反应中的毒物 催化剂 反应 毒物 活 性 可逆中毒 使用时间 不 可 逆 中 毒 例：烯烃用镍催化剂加氢时 毒物：炔烃 硫 温度对中毒作用的影响： ＜100℃ 硫化物的毒害： 200~300℃ ＞800℃ 催化剂的选择性中毒： 已中毒的催化剂常常可以观察到它对催化的这一个反应失去催化能力，但对另一个反应仍具有催化活性。 可提高反应的选择性。 （2）积炭 积炭是催化剂在使用过程中，逐渐在表面上沉积上一层炭质化合物，减少了可利用的表面积，引起催化活性衰退。 积炭的原因：催化剂导热性不好、孔隙过细。 积炭是催化系统中的分子经脱氢-聚合而形成的难挥发性高聚物，它们还可以进一步脱氢而形成含氢量很低的类焦物质，所以积炭又称为结焦。 结焦的原因：催化剂不适宜的酸中心、过细的孔隙结构。 处理结焦的方式：碱 热处理 临氢条件 添加加氢组分 含水蒸气 （3）烧结、挥发与剥落 烧结：催化剂长期处于高温下操作，金属会融结而导致晶粒长大，减少了催化金属的比表面。 温度对烧结的影响 负载于SiO2表面上的金属铂，在高温下发生合并。 温度 金属的表面积 苯的转化率 此外，催化剂所处的气体类型，如氧化的、还原的或惰性的气体，以及各种其它变量，如金属类型、载体性质、杂质含量等，都对烧结和再分散有影响。 催化剂活性组分的挥发或剥落，造成活性组分的流失，导致其活性下降。 3、催化剂的再生 催化剂的再生是在催化活性下降后，通过适当的处理使其活性得到恢复的操作。 催化剂的再生处理的是催化剂的暂时性中毒或物理中毒，如微孔结构阻塞等，如果催化剂受到毒物的永久中毒或结构毒化，就难以进行再生。 工业上常用的再生方式 ①蒸汽处理 轻油水蒸气转化制合成气 cat：镍 C+2H2O=CO2+2H2 中温一氧化碳变换 Cat：Fe3O4 Fe3O4+3H2S+H2?3FeS+4H2O ②空气处理 当催化剂表面吸附了炭或碳氢化合物，阻塞了微孔结构时，可通入空气进行燃烧或氧化，使催化剂表面的炭及类焦状化合物与氧反应，将炭转化成二氧化碳放出。 ③通入氢气或不含毒物的还原性气体。 ④用酸或碱溶液处理。 * * 吡啶、喹啉、碱性有机物、H2O、重金属化合物 裂化 SiO2-Al2O3 硫化物、PH3、O2、H2O、CO、乙炔 Bi、Se、Te、P的化合物、H2O Bi 硫化物 合成氨 加氢 氧化 费托合成 Fe 砷化物 氧化 V2O5、V2O3 CH4、乙烷 氧化 Ag NH3，S，Se，Te，P的化合物 加氢裂解 Co S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、Zn、卤化物、Hs、Pb、NH3、H2S、PH3、吡啶、O2、CO2（＜180