催化剂性质测量.pdf

Measurement of catalytic properties 催化特性测量 6.1 Measurement of activity: microreactors to plants 6.2 Physical structure of catalysts 6.3 Surface structure 活性测量：从微反应器到工厂 工厂规模获得的催化剂产率 规模化 是最精确的，原因是： （50吨） 大量反应物产生大量产物 工厂利润受催化剂活性变化（1％） 影响显著 中试 （100kg ） 放大 工业装置操作柔性差，温 （1kg) 度、压力和流速变化范围小 微反应器 （1g) Fixed bed reactors Multitubular reactors Fluidised bed reactors Batch reactors Flowing bed reactors 反应器科学中的基本概念 连续式流动反应器：连续搅拌式反应器 （Continuously Stirred Tank Reactor, CSTR)、活塞流管式反应器（Plug Flow Reactor, PFR) CSTR和PFR的物料衡算分析可以获得 反应速率表达式 （见高正中《实用催化》P301) 间歇式（分批式）反应器 微反应器运行基本模式 积分式(integral):反应物浓度不 断变化，反应速度沿着反应位置不断变 化，转化率高的活塞流管式反应器 （Plug Flow Reactor, PFR) 微分式(differential):反应物浓 度始终保持在恒定量，转化率较低水 平，如连续搅拌式反应器 （Continuously Stirred Tank Reactor, CSTR)和低转化率的PFR 常见反应器类型 UOP FCC装置 RCC装置 微反应器系统组成 应 供 体 气 制 控 流 气 器 应 反 微 析 分 成 组 微反应器试验系统 燃料电池反应器-化学品与电能共生 X.Z Yuan, Z.F.Ma, et al. Electrochemistry Communications , 3(2001) 599-602; 5(2003) 189-193 微型催化反应器的工程考虑 实际催化反应过程中需要大量的 专门化工程技术，以便处理复杂 的气相扩散现象。 2个基本考虑因素是：热、质 2个基本考虑因素是：热、质 传递 传递 通常，反应产物会带走剩余的热 量。在CO氧化反应中，CO2离开 催化剂时是非常“热” 的，因为该 反应本身是一个强放热反应。 为了在大规模反应器的操作安全 性问题，这些反应中剩余的热量 必须通过不同的换热方式移走，