催化剂的基本要求


 1. 选择性(selectivity 
  
  在实际化学反应过程中,从热力学的平衡上看可能并存有几种可能的反应,通常对某一特定的催化剂而言,在指定的反应条件下(如压力、温度),往往只加速所需要的反应,这就是催化剂的选择性。通常对工业催化剂的要求是使其只生成所希望的目的产物,并尽量接近于达到该温度和压力下的平衡转化率,最好不生成或尽量少生成其它副产物。实际上完全不生成其它副产物在存在并列反应情况下是不现实的,因而用催化剂的选择性S来衡量生成目的产物的百分率。 
  
    S=(原料生成目的产物摩尔数/反应掉的原料摩尔数)×100% 
  
  选择性即由于催化剂的存在而使得反应沿某一特定方向进行,这就是催化剂所具有的特性之一。对于工业催化剂而言,当存在许多并列反应时,往往对选择性的要求更甚于对活性的期盼。
  
  影响催化剂选择性的因素,除活性组分外,还受活性组分在催化剂表面上的定位与分布、微晶的粒度大小、以及与催化剂或载体的孔容、孔径分布等因素有关。对串联反应而言,降低内扩散阻力是提高选择性的关键;而有中间产物生成时,传质与扩散将影响选择性的变化。 
  2.
稳定性(stability)与使用寿命(service life) 
  
  稳定性是标志催化剂在实际使用中活性衰退随使用时间变化的速度。
  
  催化剂的稳定性包括耐热稳定性(heat-resistant stability)和抗毒稳定性(antipoison stability)两方面。导致催化剂活性衰退甚至失活的主要因素有:
  
  (1 催化剂表面析炭;
  
  (2 活性表面因吸附原料中所夹带的有关杂质。
  
  (3 活性组分的挥发、流失,负载活性金属烧结或微晶粒子长大都会使活性不可逆的衰退。 
  
  (4 化学物种对载体的侵蚀,以及载体孔结构的烧结导致孔道崩塌,催化剂强度丧失而失活。
  3.
外形(form
  
  工业催化剂的外形与粒度应适合工艺要求。除外形阻力和抗压碎强度外,催化剂的形状也影响其堆积密度大小。
 4.
抗压碎强度(Anti-crush strength
  
  催化剂在装填入反应器后要求具有良好的抗压碎强度,能耐受上层催化剂的重量负荷及操作时气流所产生的冲击力,操作过程中压力波动与气流速度起伏也都会对催化剂床层造成冲击力。
  5.
导热性与比热(thermal conductivity&specific heat
  
  热传导能力和热容量对于工业催化剂具有实际意义。在吸热或放热反应中,催化剂的导热性能良好,就可以减少颗粒内部以及床层的温度梯度,使温度均匀,有利于催化反应的进行和活性的发挥。
  6.
再生性能(regeneration performance
  
  工业催化剂经长期使用后活性衰退,选择性下降,达不到工艺要求,必须进行适当的物理的或化学的处理,使其活性与选择性得以恢复,这即再生过程。再生周期长短与可再生次数多寡是催化剂再生性能的重要标志。
 7.
可重复性(repeatability
  
  为了保证向用户提供的催化剂产品的各种性能都能达到指标要求,并相对稳定,在研制开发阶段就应在各个放大过程中注意各种因素的影响,使工业催化剂的制造过程完全能重复,产品性能稳定合格。