催化剂为什么要含贵金属-哪些化工厂会用到贵金属催化剂

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为什么贵金属常用做催化剂?

贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂,但常用的是铂、钯、铑、银、钌等,其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”,具有较高的催化活性,同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性,成为最重要的催化剂材料。感兴趣的话道这个网站去看看

为什么许多贵金属是优秀的催化剂,有什么共性的地方

许多金属的氧化物具有催化作用,贵金属也是如此。所以说贵金属的催化作用,不如说是 贵金属氧化物的催化作用。贵金属之所以耐腐蚀,就是其表面特别容易生成氧化膜。贵金属的氧化膜与其他金属的氧化膜不同的是,一般金属的氧化膜容易探测到,甚至肉眼可以看到。但贵金属的氧化膜是很难检测到的。例如金铂钛的表面的氧化膜很难分做出定性和定量分析。但理论上一定是有的。就是这极微量的氧化物,就具有神奇的催化作用,也是贵金属为优秀的催化剂的原因。因为用贵金属做催化剂,消耗极少,甚至人们认为贵金属做催化剂没有消耗。因为消耗少,所以生成物中贵金属的含量极微量,很难检测到这也是贵金属是优秀的催化剂的原因之一。

为什么大部分的工业催化剂采用过渡金属或贵金属做活性组分?

这是因为过渡金属和贵金属都存在中间价态,这使得在参加反应时可以提供类似“通道”的作用,从而降低了反应的生成能,加速反应。

汽车三元催化器中的贵重金属是什么?

三元催化器里含有铂,钯,铹三种珍贵的金属元素。而催化剂涂层所使用的物质则是硝酸铹,硝酸钯,硝酸铹。之所以三元催化器都比较贵,是因为三元里所含金属不但稀有,而且价格还比较贵。

三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO一氧化碳、HC碳氢化合物和NOx氮氧化物等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。

扩展资料

三元催化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料,安装在特制的排气管当中。称它是载体,是因为它本身并不参加催化反应,而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。

它可以把废气中的HC、CO 变成水和CO2, 同时把Nox 分解成氮气和氧气。HC、CO 是有毒气体,过多吸入会导致人死亡,而NOX 会直接导致光化学烟雾的发生。

参考资料来源:百度百科-三元催化器

为什么许多贵金属是优秀的催化剂,有什么共性的地方?

我觉得化学学好了,说起催化剂这一点还是很容易理解的,很多贵金属是优秀的催化剂,催化剂能做什么呢,我们来分析一下。

贵金属催化剂的主要性能指标

“活性”是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下,单位时间内所得到的产品数量来表示。“选择性”是指催化剂作用的专一性,即在一定条件下,某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。“稳定性”是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力,通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性,而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。

共性方向

能作为催化剂的金属一定是具有空d轨道,可很好地形成配位键参与反应。电子云密度高,易成键。原子半径大,其外围可以形成的配体数目多。但是其实很多时候理论上的分析并不一定能指导实际的催化性能,很多时候催化方式和活性起决定作用的其实是与金属配位的配体,而且配体的结构稍微改变,其性能就会发生天翻地覆的变化。

应用贵金属做催化剂

贵金属的氧化膜与其他金属的氧化膜不同的是,贵金属的氧化膜是很难检测到的。就是这极微量的氧化物,就具有神奇的催化作用,也是贵金属为优秀的催化剂的原因。因为用贵金属做催化剂,消耗极少,甚至人们认为贵金属做催化剂没有消耗。

总结:贵金属作为催化剂有很大的优势。

催化重整铂催化剂为啥还要加金属

催化重整是最重要的炼油过程之一。“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构,而不改变分子大小的加工过程。重整过程是在催化剂存在之下进行的。采用铂催化剂的重整过程称铂重整,采用铂铼催化剂的称为铂铼重整,而采用多金属催化剂的重整过程称为多金属重整。催化重整是石油加工过程中重要的二次加工方法,其目的是用以生产高辛烷值汽油或化工原料¾––芳香烃,同时副产大量氢气可作为加氢工艺的氢气来源。下面介绍催化重整的工艺要求和工业装置。 一、催化重整(catalytic reformation )的化学反映 重整催化剂通常含有千分之几的贵金属铂,它或者单独的或者与其它金属(re、ir或sn)共同担载在多孔的酸性氧化铝(一般引入氯元素)上。重整催化剂是一种双功能催化剂。金属催化烷烃脱氢为烯烃,环烷烃脱氢为芳香烃,催化异构烯烃的加氢,对于加氢异构化和异构化反应也有贡献。酸性载体催化烯烃的异构化,环化和裂化。在双金属重整过程中加入金属铼作为助催化剂,以减少氢解副反应和金属在高温含氢环境下聚集烧结。双功能之间的相互作用通过烯烃而显现出来,烯烃是反应网络中的关键中间物。 所有的重整过程均采用固定床系列(通常是三个)反应器:第一反应器的主要反应是环烷脱氢,第二反应器发生c5环烷异构化生成环己烷的同系物和脱氢环化,第三反应器发生轻微的加氢裂化和脱氢环化。典型的工艺条件为:770k~820 k和3000 kpa,氢和烃的摩尔比为10:1至3:1。 二、催化重整的原料油 催化重整通常以直馏汽油馏分为原料,根据生产目的不同,对原料油的馏程有一定的要求。为了维持催化剂的活性,对原料油杂质含量有严格的限制。 一 原料油的沸点范围 重整原料的沸点范围根据生产目的来确定。 当生产高辛烷值汽油时,一般采用80℃~180℃馏分。c6的馏分(80℃以下馏分)本身辛烷值比较高,所以馏分的初馏点应选在80℃以上。馏分的干点超过200℃,会使催化剂表面上的积炭迅速增加,从而使催化剂活性下降。因此适宜的馏程是80℃~180℃。 生产芳烃时,应根据生产的目的芳烃产品选择适宜沸点范围的原料馏分。 如c6烷烃及环烷烃的沸点在60.27℃~80.74℃之间;c7烷烃和环烷烃沸点在90.05℃~103.4℃之间;而c8烷烃和环烷烃的沸点在99.24℃~131.78℃之间。沸点小于60℃的烃类分子中的碳原子数6,故原料中含60℃馏分反应时不能增加芳烃产率,反而能降低装置本身的处理能力。选用60℃~145℃馏分作重整原料时,其中的130℃~145℃属于航煤馏分的沸点范围。在同时生产航空煤油的炼厂,多选用60℃~130℃馏分。 二 重整原料油的杂质含量 重整原料对杂质含量有极严格的要求,这是从保护催化剂的活性所考虑的。原料中少量重金属(砷、铅、铜等)都会引起催化剂永久中毒,尤其是砷与铂可形成合金,使催化剂丧失活性。原料油中的含硫、含氮化合物和水分在重整条件下,分别生成硫化氢和氨,它们含量过高,会降低催化剂的性能。因此,为保证重整催化剂长期使用,对原料油中各种杂质的含量必须严格控制。 三、工艺流程 一套完整的重整工业装置大都包括原料油预处理、重整反应、产品后加氢和稳定处理几个部分。生产芳烃为目的的重整装置还包括芳烃抽提和芳烃分离部分。 一 重整原料油的预处理 包括原料的预分馏,预脱砷和预加氢几个部分。 1、预分馏 预分馏的目的是根据目的产品要求对原料进行精馏切取适宜的馏分。例如,生产芳烃时,切除60℃ 的馏分;生产高辛烷值汽油时,切除80℃的馏分。原料油的干点一般由上游装置控制,也有的通过预分馏切除过重的组分。预分馏过程中也同时脱除原料油中的部分水分。 2、预脱砷 砷能使重整催化剂中毒失活,因此要求进入重整反应器的原料油中砷含量不得高于1ppb。若原料油含砷量较低,例如100ppb,则可不经预脱砷,只需经过预加氢就可达到要求。常用预脱砷方法有:吸附预脱砷、加氢预脱砷、化学氧化脱砷等。 3、预加氢 预加氢的目的是脱除原料油中的杂质。其原理是在催化剂和氢的作用下,使原料油中的硫、氮和氧等杂质分解,分别生成h2s、nh3和h2o被除去。烯烃加氢饱和,砷、铅等重金属化合在预加氢条件下进行分解,并被催化剂吸附除去。预加氢所用催化剂是钼酸镍。 4、重整原料的脱水及脱硫 加氢过程得到的生成油中尚溶解有h2s、nh3和h2o等,为了保护重整催化剂,必须除去这些杂质。脱除的方法有汽提法和蒸馏脱水法。以蒸馏脱水法较为常用。 二 重整反应部分工艺流程 经预处理后的精制油,由泵抽出与循环氢混合,然后进入换热器与反应产物换热,再经加热炉加热后进入反应器。由于重整反应是吸热反应以及反应器又近似于绝热操作,物料经过反应以后温度降低,为了维持足够高的温度条件(通常是500℃左右),重整反应部分一般设置3~4个反应器串联操作,每个反应器之前都设有加热炉,给反应系统补充热量,从而避免温降过大。最后一个反应器出来的物料,部分与原料换热,部分作为稳定塔底重沸器的热源,然后再经冷却后进入油气分离器。 从油气分离器顶分出的气体含有大量氢气[85%(体)~95%(体)],经循环氢压缩机升压后,大部分作为循环氢与重整原料混合后重新进入反应器,其余部分去预加氢部分。 上述流程采用一段混氢操作,即全部循环氢与原料油一次混合进入反应系统,有的装置采用两段混氢操作,即将循环氢分为两部分,一部分直接与重整进料混合,另一部分从第二反应器出口加入进第三反应器,这种操作可减小反应系统压降,有利于重整反应,并可降低动力消耗。 油气分离器底分出的液体与稳定塔底液体换热后进入稳定塔。稳定塔的作用是从塔顶脱除溶于重整产物中的少量气体烃和戊烷。以生产高辛烷值汽油为目的时,重整汽油从稳定塔底抽出经冷却后送出装置。 以生产芳烃为目的时,反应部分的流程稍有不同,即在稳定塔之前增加一个后加氢反应器,先进行后加氢再去稳定塔。这是由于加氢裂化反应使重整产物中含有少量烯烃,会使芳烃产品的纯度降低。因此,将最后一台重整反应器出口的生成油和氢气经换热进入后加氢反应器,通过加氢使烯烃饱和。后加氢催化剂为钼酸钴或钼酸镍,反应温度为330℃左右。


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发布于 2022-12-20 02:08:17  回复
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发布于 2022-12-19 16:07:45  回复
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