化工催化剂种类繁多,应用极为广泛,同一反应甚至同一装置的不同催化剂的性能也差别很大,那么什么样的催化剂才是好的化工催化剂,化工催化剂又该怎样评价呢?
转化率
对于活性的表达方式,更为直观的指标就是转化率。工业上常用这一参数衡量催化剂性能。转化率的定义为:
迅凯催化干货:如何选择合适化工催化剂
引入这个参数时,注明反应物料与催化剂的接触时间,否则就无速率的概念了。因此,工业实践中引入空速和时空得率两个参数。
空速就是在流动体系中,物料的流速(单位时间的体积)除以催化剂的体积就是体积空速,单位h-1,用Sv或GHSV表示。
空速的倒数表示反应物料与催化剂接触的平均时间。
时空得率,即常用指标STY。时空得率为每小时每立方催化剂所得产物的量。该量虽然很直观,但因与操作条件有关,因此不十分确切。
如何选择合适化工催化剂
从某种意义上讲,选择性比活性更为重要。在活性和选择性之间取舍时,往往决定于原料的价格、产物分离的难易等。
与选择性相关的常用参数为收率和单程收率。
收率(R)是指产物中中某一类制定的物质总量除以原料中该类物种的总量。
单程收率(Y)指生产目的产物的物质的量除以起始反应物的物质的量。单程收率优势也称得率。单程收率等于转化率乘以选择性。
炼油工艺的改进对于成熟的炼油行业来说进展不会很大。但是,由于各炼厂的原料、产物和装置结构不同,对于采用针对性更强的催化剂以得到理想的产物或化工原料而言,选择适应性或选择性更好的催化剂,可以解决不同炼厂、不同装置的关键问题。
清洁燃料的应用范围不断扩大,促使FCC原料预处理及催化汽柴油后处理装置能力的增加,造成加氢类催化剂尤其是加氢处理催化剂的用量不断增多,其市场份额占炼油催化剂的三分之一。其中,汽柴油加氢处理催化剂在其中的作用不可低估。
电解水反应包括阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)两个半反应,析氢反应目前主要使用Pt基贵金属催化剂,而析氧反应主要使用IrO2和RuO2等贵金属氧化物催化剂,然而贵金属催化剂有限的储量和高昂的价格限制了其在电解水上的大规模应用。因此,制备廉价且的电解水催化剂是亟待解决的问题。
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