催化剂的活化与再生
钯催化剂制造活化和再生及回收
金属钯的独特性能元素钯在元素周期表中属于第10族ⅧB铂族金属，原子序数46，稳定同位素有102，104，105，106，108，110。
密度（20℃）12.02g/cm,熔点1555℃，沸点2964℃，氧化态有+2、+3、+4价。
银白色带有光泽金属，具有延展性，可压延成薄片，耐腐蚀，能溶于氧化性的酸，例如浓硝酸和发烟硫酸，以及熔融的碱中。
钯吸收和透过氢气的能力极强，常温下能吸收350~850相当于本身体积的氢气。
240℃时1mm厚，1cm大的钯片每秒钟可透过42.3mm的氢气。
由于金属钯这些特殊的性能，因此非常适用于制造加氢和脱氢反应用催化剂。
钯催化剂的种类和应用钯催化剂的种类很多，简单地可分为有载体的钯催化剂和无载体催化剂，在实际应用中，基本上都是有载体的钯催化剂，这些载体主要有各种氧化铝、沸石、碳载体等，在化工过程中主要应用在各种加氢还原过程。
既有全加氢，也有选择加氢，既有气相过程、也有液相过程。
这些典型的过程有：醇、醛、酸、酯、酸酐、芳烃、杂环化物中不饱和键的加氢饱和，加氢还原反应。
例如乙烯、丙烯、丁烷丁烯馏分中炔烃、二烯烃的选择加氢脱除。
采用含千分之几钯含量的氧化铝载体催化剂。
反应条件一般在50~150℃，压力0.5~3MPa，气相或液相进行。
又如醋酸或醋酸乙酯加氢生产乙醇，顺丁烯二酸酐加氢生产丁二酸，进一步加氢生产丁二醇。
糠醛加氢脱羰基生产呋喃，进一步加氢生产四氢呋喃。
一般采用含钯量在百分之几的钯含量的碳载体催化剂，成功地实现了大规模工业化生产。
反应条件最为苛刻的是对苯二甲酸中微量对羧基苯甲醛的脱除。
对二甲苯氧化生产对苯二甲酸中含有0.1~0.5%的对羧基苯甲醛，后者的存在，影响聚酯的质量，必需去除至25ppm以下，采用含钯6%的钯—碳催化剂，在10MPa及200~300℃高温，对对苯二甲酸水溶液条件下进行加氢反应，实现了对苯二甲酸的精制。
钯催化剂制造、活化和再生及回收钯催化剂一般都是通过浸渍的方法将活性组分钯及各种助催化剂活性组分载在载体上。
化学催化剂的失活与再生
化学催化剂的失活与再生化学催化剂在许多工业过程中发挥着重要的作用，它们能够加速化学反应、降低反应温度和减少能量消耗。
然而，随着时间的推移，催化剂可能会逐渐失去活性，降低其催化效果，从而导致生产效率下降。
因此，研究如何对失活的催化剂进行再生，成为了化学领域中的一个重要课题。
一、催化剂的失活原因与类型1. 外界因素导致的失活催化剂在工业过程中经常受到外界因素的影响，例如高温、氧化性环境、杂质等。
这些因素会引起催化剂表面的结构改变、活性位点的破坏或中毒，从而导致催化剂的失活。
外界因素使得催化剂失活的方法主要包括结构重构和位点修复等。
2. 中毒剂导致的失活许多催化剂在反应中容易被中毒剂污染，这些中毒剂可以是反应物本身、反应过程中生成的副产物，或者是来自催化剂载体的杂质等。
中毒剂的存在会抑制催化剂的活性位点，阻碍催化反应的进行。
因此，催化剂中毒的解决方法主要包括中毒物的去除和活性位点修复等。
二、催化剂的再生方法1. 物理再生方法物理再生方法主要采用物理手段对失活的催化剂进行处理，以恢复其催化活性。
其中的一个方法是煅烧，即将失活的催化剂放入高温炉中进行加热。
煅烧能够去除催化剂表面的积碳物质或挥发性杂质，从而恢复催化活性。
另一个物理再生方法是超声波清洗，通过超声波的作用，将附着在催化剂表面的污染物颗粒震掉。
超声波清洗简单且高效，可在不破坏催化剂的情况下去除污染物。
2. 化学再生方法化学再生方法主要利用化学反应使失活的催化剂得到再生。
催化剂在反应中被还原或氧化，以去除中毒物质或修复被破坏的活性位点。
举个例子，对于一些贵金属催化剂，如铂、钯等，可以通过浸渍法将音化物质重新沉积在催化剂表面，从而恢复其活性。
此外，酸碱洗涤、化学溶解和还原等方法也常用于修复失活催化剂。
三、催化剂失活与再生的案例研究1. 催化剂失活与再生的案例研究许多学者对催化剂失活与再生进行了深入研究，旨在寻找更有效的再生方法。
例如，研究人员发现，当镍基催化剂在CO2氛围中失活时，可以通过还原和氧化处理来修复催化剂，使其再次活化。
化学反应中的催化剂与活化能知识点总结
化学反应中的催化剂与活化能知识点总结催化剂与活化能知识点总结化学反应中的催化剂和活化能是两个重要的概念。
催化剂可促进化学反应的进行，而活化能则表示反应参与物质在反应中所需的最小能量。
本文将对催化剂和活化能的知识点进行总结，以便更好地理解化学反应的机理和性质。
一、催化剂概述催化剂是指在化学反应中能够改变反应速率但本身并不参与化学反应的物质。
催化剂可降低反应所需的活化能，从而促进反应的进行。
催化剂在反应前后不发生永久性变化，因此在反应结束后能够被再次使用。
催化剂的作用机理可以通过活化复合物理论解释。
当催化剂与反应物相互作用时，它们形成一个活化复合物，该复合物比反应物本身更容易分解或重新组合成产物。
催化剂通过提供新的反应路径或降低反应的能垒来加速反应的进行。
二、催化剂的分类1. 催化剂可分为两类：同质催化剂和异质催化剂。
同质催化剂是指与反应物处于相同的物理状态，通常是气体或溶液中的催化剂。
一个典型的例子是酶催化反应，其中酶作为溶解在溶液中的分子参与化学反应的进行。
异质催化剂是指与反应物处于不同的物理状态。
常见的例子包括金属催化剂，如铂、钯和铑等。
这些催化剂通常以固体的形式存在，并与气体或溶液中的反应物发生反应。
2. 催化剂还可以根据其活性和特定应用进行分类。
一种常见的分类方式是酸性催化剂和碱性催化剂。
酸性催化剂通常具有较低的pH值，增加了反应的速率。
而碱性催化剂则具有较高的pH值，可以促进其他类型的反应。
另一种分类方式是金属催化剂和非金属催化剂。
金属催化剂是由金属元素组成的催化剂，如铁、镍和钯等。
非金属催化剂则主要包括氧化物、硅基催化剂等。
三、活化能概述活化能是指反应物分子在反应中具有的最低能量。
化学反应发生时，需要克服这个能垒才能完成反应，这个能垒即为活化能。
活化能的高低决定了反应的速率。
活化能可用于判断反应的速率是否快慢。
通常情况下，活化能越高，反应速率越慢。
活化能高的反应通常需要较高的温度或催化剂来加速反应。
化学反应中的活化能和催化剂
化学反应中的活化能和催化剂随着化学的发展，我们对化学反应的了解也越来越深入。
化学反应是一种能够转化原料成为新的物质的过程。
但是，许多反应需要引入能量才能进行，这个引入能量的值即为活化能。
那么，活化能的概念是如何提出的？又有哪些方法可以降低活化能？在本文中，我们将会探究活化能以及催化剂对化学反应的影响。
一、活化能：活化能是指使各组分变成激发态的一定初始能量。
当反应开始进行时，化学反应物必须吸收足够的能量才能跨越起始能垒，这个时候，化学反应物会进入到一个高能状态，然后通过中间态过渡到最终产物，化学反应过程中的这个初始能量就被称为活化能。
人们发现在化学反应中，活化能是非常重要的一个参数。
不同的反应速率有着不同的活化能。
活化能越低，反应速率就会越快。
而且，活化能在化学反应中也是一个相当普遍的现象。
二、催化剂：既然活化能对化学反应具有如此重要的影响，那么有什么方法可以降低活化能吗？答案是肯定的，这个方法就是加入催化剂。
催化剂是一种物质，它可以降低化学反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂的存在可以使反应物在较低的温度下就可以进行反应，从而达到节能的目的。
催化剂并不改变反应物在反应前和反应后的活化能，它的作用在于降低反应前的能垒高度，从而使火花可以引爆反应。
等到反应物浓度降低，催化剂就能被再生，可以反复利用。
这就是催化剂的魅力所在，它能让化学反应更具有效率。
三、应用：上述科学理论已经成为工业生产中的基本研究内容。
例如，当生产固体的润滑剂时，需要进行链烃分解反应，以便使其成为枝状分子，增加其润滑效果。
而这一过程主要使用ZSM-5沸石催化剂，使分子间距增大，避免相互作用而降低活化能，从而大大提高反应效率。
此外，在橡胶工业的生产中，过氧化苯甲酰催化剂是必不可少的催化剂之一。
它的作用是在加热下分解，并产生活性氧自由基，使橡胶分子中的链断裂,从而在反应中引入高分子，实现聚合反应，从而产生高质量的橡胶制品。
总而言之，活化能和催化剂在化学反应中起着不可替代的作用。
化学反应的催化剂与活化能
化学反应的催化剂与活化能化学反应是物质转化过程中的重要环节，而催化剂是能够加速反应速率、降低反应活化能的物质。
本文将探讨化学反应中催化剂的作用机制以及其与活化能之间的关系。
一、催化剂的作用机制催化剂是一种能够参与反应但在反应结束时能够得以再生的物质。
它通过改变反应物的反应路径，降低反应所需能量，从而加速反应速率。
催化剂在化学反应中起着以下几种作用：1. 提供活化能低的反应路径：反应物在催化剂的作用下，能够选择更低的能垒、更容易发生的反应路径。
这样一来，反应速率就会增加。
2. 提供与反应物相互作用的活化位点：催化剂具有特定的表面结构，可以与反应物发生吸附和解离等相互作用。
这种作用可以使反应物更容易进行进一步的反应。
3. 改变反应物的电荷分布：催化剂能够与反应物发生化学键的重新组合，改变反应物的电荷分布。
这种改变可以促进反应物之间的相互作用，从而降低反应的活化能。
二、催化剂与活化能的关系活化能是指在能量垒的最高点处所需的最小能量。
在没有催化剂的情况下，反应物需要克服较高的能垒才能达到转化的状态，因此反应的进行需要更多的能量供应。
而催化剂的加入可以降低反应的活化能，从而使反应在更低的能量下进行。
催化剂通过上述提到的方式降低反应的活化能，使反应物更易于转化为产物。
这是由于催化剂提供了一个更有利的反应路径，可以让反应物更容易地到达能量垒的顶点并进行反应。
因此，催化剂的存在可以显著加速化学反应的进行。
三、催化剂的种类催化剂可以分为两类：均相催化剂和异相催化剂。
1. 均相催化剂：均相催化剂与反应物处于相同的物理状态，通常都是溶于反应物中或者与反应物在同一相中存在。
均相催化剂可以与反应物直接相互作用，促进反应的进行。
2. 异相催化剂：异相催化剂是指与反应物处于不同的物理状态，通常是固体催化剂与气体或液体反应物之间的相互作用。
这种催化剂通常通过吸附反应物，将反应物分子吸附在自身的表面上，从而促进反应进行。
四、催化剂的应用催化剂在化学反应中起到至关重要的作用，广泛应用于各个领域。
催化剂的特征和作用
催化剂的特征和作用催化剂是一种物质，能够增强化学反应的速率，同时不参与反应本身的变化。
具体来说，催化剂通过降低反应的活化能，促使反应更容易发生，从而提高反应速率。
催化剂在许多工业过程中被广泛使用，它们具有以下一些特征和作用。
1.高效性：催化剂能够显著提高反应速率，通常能够加速反应几十倍甚至上百倍。
这是因为催化剂提供的新的反应通道降低了反应的活化能。
2.可再生性：催化剂在反应过程中不发生永久性的变化，它参与反应的是表面吸附的物种，而不是催化剂本身。
因此，催化剂可以通过去除物质的吸附或重新激活被去除的物质来再生。
3.选择性：催化剂能够选择性地促使特定的反应发生，而不会影响其他不相关的反应。
这是因为催化剂能够提供特定位点和环境，以适应特定的反应机制。
4.速率调节：催化剂能够通过调节反应速率来控制反应的进程。
这是因为在反应开始之前，催化剂可以在反应物之间形成化学键，从而影响反应的过渡状态的形成。
5.经济性：由于催化剂能够加速反应速率，反应可以在较低的温度和压力下进行，从而降低能源和成本的消耗。
此外，催化剂的再生性还可以减少催化剂的用量和废弃物的生成。
6.形态多样性：催化剂可以存在于不同的形态，包括固体、液体和气体态。
通常情况下，固体催化剂在工业过程中最为常见，因为它们具有较高的稳定性和容易分离的性质。
催化剂对于人类生活和工业生产具有重要作用：1.工业生产：许多化学工业过程都依赖于催化剂，如合成氨、合成甲醇、催化裂化、催化加氢等。
这些过程都需要高效的催化剂来提高反应速率和产率。
2.环境保护：催化剂在环境保护方面发挥着重要作用。
例如，汽车尾气处理中使用的催化剂可以将有害气体转化为无害物质，从而减少大气污染。
此外，催化剂还可以用于水处理、废气处理等环境保护领域。
3.能源转化：催化剂在能源转化中也起到关键作用。
例如，催化剂可以用于石油加工，将原油转化成更有价值的产品，如汽油、柴油等。
此外，催化剂还可以用于能源储存和转化技术，如燃料电池和太阳能光电转化。
催化剂的活化
3) 煅烧过程中的物理变化 (1) 比表面的变化。由于煅烧中的热分解反应，使易挥发组分除 去，在催化剂上留下空隙，由此引起比表面的增加。例如，在 823K 真空下煅烧碳酸镁，分解愈接近完全，其比表面就愈 大(图).在MgCO3分解率不高时，由于分解出的CO2逸出去后 ，留下的Mg2+和O仍处于原MgCO3晶格位置, 即生成具有 MgCO3晶格的MgO微晶核(假MgCO3 晶格)，所以比表面增 加幅度不大，但这种不稳定的假晶格立刻被破坏，变成真正 的MgO晶格。如果每个MgCO3微晶中含n个MgO晶核，则
2.3.2 还原
2)还原温度 金属氧 化物的还原温 度可由其金属 氧键的强弱来 决定，而后者 又可用金属氧 化物的生成热 大小来表示。 金属氧化物的 生成热与其开 始还原的温度关系如图9-25所示。金属氧化物生成热越大，金属 一氧键越强，催化剂越难还原，起始还原温度就越高。
2.3.2 还原
上图中的数据只是某一纯氧化物的起始还原温度，但催化剂 中的助剂、载体及杂质都会影响其起始还原温度。催化剂中含有 难还原的物质时，会导致氧化物还原温度的升高。含易还原的物 质时，在还原过程中会首先还原成金属，这时可诱导其他氧化物 的还原，故可降低还原温度。若组分之间相互作用很强，例如， 形成尖晶石复合氧化物、固溶体等，也都会提高还原温度。 并不是所有氧化物均能还原, 这与其还原反应的平衡常数有关, MO +H2 = M + H2O K= PH2O/PH2=0.133Pa 取还原条件 PH2= 1atm , PH2O =0.133Pa 只有某氧化物的的还原反应的平衡常数大于0.133Pa时, 才有可能 被还原 MXOY PdO CuO NiO MoO2 Cr2O3 V2O5 TiO2 (PH2O/PH2)eq 1014 108 102 10-2 10-9 10-11 10-6
催化剂的活化及再活化方法
催化剂的活化及再活化方法
催化剂的活化及再活化方法是工业生产中一个重要的环节，其中也有许多注意
事项大家应该牢记。
首先，催化剂的活化是把原始催化剂进行适当的改性，以调节使其催化活性增加，活化可以大大提高催化剂性能，及其所活性质。
有些催化剂需要在高温下活化，但有一些催化剂可以在室温条件下活化，如原子催化剂、多孔催化剂等，而这些催化剂需要以质子化活化。
如以NaOH的溶液活化金属氧化物催化剂。
再活化方法是指将经过一段使用时间后，因催化剂表面结构等原因而变得迟钝
的催化剂又重新恢复其活性，从而达到对原料反应效率有提升的目的，分为气相再活化和液相再活化两种方法。
气相再活化有无添加前驱体和加添加前驱体两种，前者采用高温热氧再活化，常把活性碳物质置加在催化剂表面，加重活性状态，使催化剂活性恢复；后者采用气溶胶的方式，其中以使用氢是一种有效的方法，可以使催化剂表面重新活化并重新具备催化活性；液相再活化方法则常以洗涤的形式进行，以溶剂为基础，加入合适的金属盐，然后在高温洗涤下，使催化剂再活化。
综上所述，正确采取催化剂的活化及再活化方法，可以有效提高催化剂性能，
满足其多种用途要求。
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催化剂的活化与再生
加氢催化剂器外预硫化技术
１、Eurecat公司开发的Sulficat技术，用于再生催化剂的器外预硫化。
２、Eurecat和Akzo Nobel公司联合开发的EasyActive技术，用于新鲜催化剂的器外预硫化。
３、CRI公司开发的ActiCat技术。
４、RIPP开发的RPS技术用于新鲜催化剂和再生催化剂的器外预硫化。
在推出EasyActive器外预硫化催化剂后，Eurecat和Akzo Nobel公司又进一步改进器外预硫化技术。
为简化预硫化过程和减少对环境的污染，研究了水溶性硫化物生产器外预硫化催化剂以及将器外预硫化和原位预硫化结合的预硫化技术。
水溶性硫化剂有1,2,2－二亚甲基双二硫代氨基甲酸二酸盐、二巯基二氨硫杂茂、二乙醇二硫代物、二甲基二硫碳酸二甲氨和亚二硫基乙酸等。
下表列举了几种水溶性硫化剂器外预硫化的催化剂的活性比较。
水溶性硫化剂进行器外预硫化的催化剂活性
可见水溶性硫化剂完全可以作为器外预硫化的硫化剂。
为了降低器外预硫化的成本和提高硫的利用率，又开发一种将S作为硫化剂的器外预硫化方法及将S与有机硫化物相结合的技术，目前多采用这一方法。
加氢催化剂器外预硫化技术
1、Eurecat公司开发的Sulficat技术，用于再生催化剂的器外预硫化。
2、Eurecat和Akzo Nobel公司联合开发的EasyActive技术，用于新鲜催化剂的器外预硫化。
3、CRI公司开发的ActiCat技术。
4、RIPP开发的RPS技术用于新鲜催化剂和再生催化剂的器外预硫化。
国外催化剂器外再生的主要工艺
目前，国外主要有三家催化剂再生公司：Eurecat、CRI和Tricat。
其中Eurecat和CRI两家公司占国外废催化剂再生服务业的85%，余下的为Tricat公司和其他公司所分担。
CRI公司的再生催化剂中，约60%来自加氢处理装置，15%来自加氢裂化装置，25%来自重整和石化等其他领域。
Eurecat、CRI和Tricat公司采用不同的再生工艺。
Eurecat公司使用一个旋转的容器使催化剂达到缓慢烧炭的目的；CRI公司采用流化床和移动带相结合的工艺，如最新的OptiCAT 工艺；Tricat公司应用沸腾床工艺。
非贵金属废加氢催化剂的金属回收
从非贵金属废加氢催化剂中回收金属有两种方法：一种是湿法冶金，用酸或碱浸析废催化剂，然后回收可以销售的金属化合物或金属。
另一种是火法（高温）冶金，用热处理（焙烧或熔炼）使金属分离。
非贵金属废加氢处理/加氢精制催化剂通常都有3～5种组分：钼、钒、镍、钴、钨、氧化铝和氧化硅。
美国有两家领先的非贵金属回收商：一家是海湾化学和冶金公司（GCMC）,从1946年开始回收金属业务；另一家是Cri－met公司（Cyprus Amax矿业公司和CRI国际公司的合资公司），从1946年开始回收金属业务。
有些废非贵金属加氢裂化催化剂中含有钨，回收的费用高，且数量不大。
目前奥地利的Treibacher工业公司是钨的主要回收商。
另外，美国的ACI工业公司、Encycle/texas公司、Inmetco公司，法国的Eurecat公司，德国的Aura冶金公司、废催化剂循环公司，比利时的Sadaci公司，日本的太阳矿工公司、
太阳矿产和工业公司，加拿大的Noranda公司和台湾的Full Yield工业公司。
贵金属废加氢催化剂的贵金属回收
因为贵金属（铂、钯、铼等）的价格都远高于或远远高于非贵金属的价格，所以各国炼油厂的废贵金属催化剂都进行金属回收。
炼油厂的C5～C6异构化、催化重整、加氢裂化、中馏份油深度加氢脱芳烃、催化择形异构脱蜡、异构脱蜡加氢后处理、软蜡加氢异构化等工艺都采用贵金属催化剂。
贵金属催化剂的使用寿命差别很大，催化重整催化剂是10～12年，异构化催化剂是2年。
国内外已经开发成功的回收贵金属的方法很多，但真正工业化的却不多，其主要原因是贵金属回收率不够高，设备和操作程序复杂。
美国的Gemini工业公司是目前世界上领先的废催化剂贵金属回收商。
UOP公司曾经是美国主要的废催化剂贵金属回收商，但在1997年已停止贵金属回收业务。
世界上从事废催化剂贵金属回收业务的企业还有：美国的Engelhard公司、PGP公司、Multimetco公司、Sabin金属公司和Stillwater公司，日本的石福兴业公司、田中贵金属公司、日挥－环球公司（美国UOP公司与日本挥发油株式会社的合资公司），英国的Johnson-Matthey公司，比利时的Union Miniere公司和德国的Degussa公司等。
卸装剂新技术
１、美国催化剂技术服务公司的催化剂密相输送方法（FastCAT）,这种方法能把催化剂输送到30m高的反应器顶部，输送速度为18t/h。
最大高度可达50m，但输送速度要慢一些。
２、美国大西洋里奇菲尔德公司（ARCO）催化剂定向装填（COP）技术。
３、美国反应器服务国际公司（RSI）的超级催化剂定向装填（SUPER COP）技术。
４、法国TOTAL公司的Densicat催化剂密相装填机及其装填技术。
５、日本出光工程公司的IDECAT催化剂密相装填机及其装填技术。
６、日本日阳工程公司的JE LOADER催化剂密相装填机及其装填技术。
７、美国催化剂技术服务公司的SoftFlow密相卸催化剂法。