1. 選擇性(selectivity)
在實(shí)際化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,從熱力學(xué)的平衡上看可能并存有幾種可能的反應(yīng),通常對(duì)某一特定的催化劑而言,在指定的反應(yīng)條件下(如壓力、溫度),往往只加速所需要的反應(yīng),這就是催化劑的選擇性。通常對(duì)工業(yè)催化劑的要求是使其只生成所希望的目的產(chǎn)物,并盡量接近于達(dá)到該溫度和壓力下的平衡轉(zhuǎn)化率,最好不生成或盡量少生成其它副產(chǎn)物。實(shí)際上完全不生成其它副產(chǎn)物在存在并列反應(yīng)情況下是不現(xiàn)實(shí)的,因而用催化劑的選擇性S來(lái)衡量生成目的產(chǎn)物的百分率。
S=(原料生成目的產(chǎn)物摩爾數(shù)/反應(yīng)掉的原料摩爾數(shù))×100%
選擇性即由于催化劑的存在而使得反應(yīng)沿某一特定方向進(jìn)行,這就是催化劑所具有的特性之一。對(duì)于工業(yè)催化劑而言,當(dāng)存在許多并列反應(yīng)時(shí),往往對(duì)選擇性的要求更甚于對(duì)活性的期盼。
影響催化劑選擇性的因素,除活性組分外,還受活性組分在催化劑表面上的定位與分布、微晶的粒度大小、以及與催化劑或載體的孔容、孔徑分布等因素有關(guān)。對(duì)串聯(lián)反應(yīng)而言,降低內(nèi)擴(kuò)散阻力是提高選擇性的關(guān)鍵;而有中間產(chǎn)物生成時(shí),傳質(zhì)與擴(kuò)散將影響選擇性的變化。 催干劑
2.穩(wěn)定性(stability)與使用壽命(service life)
穩(wěn)定性是標(biāo)志催化劑在實(shí)際使用中活性衰退隨使用時(shí)間變化的速度。
催化劑的穩(wěn)定性包括耐熱穩(wěn)定性(heat-resistant stability)和抗毒穩(wěn)定性(antipoison stability)兩方面。導(dǎo)致催化劑活性衰退甚至失活的主要因素有:
?。?) 催化劑表面析炭;
?。?) 活性表面因吸附原料中所夾帶的有關(guān)雜質(zhì)。
?。?) 活性組分的揮發(fā)、流失,負(fù)載活性金屬燒結(jié)或微晶粒子長(zhǎng)大都會(huì)使活性不可逆的衰退。
(4) 化學(xué)物種對(duì)載體的侵蝕,以及載體孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)導(dǎo)致孔道崩塌,催化劑強(qiáng)度喪失而失活。
3.外形(form)
工業(yè)催化劑的外形與粒度應(yīng)適合工藝要求。催干劑除外形阻力和抗壓碎強(qiáng)度外,催化劑的形狀也影響其堆積密度大小。
4.抗壓碎強(qiáng)度(Anti-crush strength)
催化劑在裝填入反應(yīng)器后要求具有良好的抗壓碎強(qiáng)度,能耐受上層催化劑的重量負(fù)荷及操作時(shí)氣流所產(chǎn)生的沖擊力,操作過(guò)程中壓力波動(dòng)與氣流速度起伏也都會(huì)對(duì)催化劑床層造成沖擊力。
5.導(dǎo)熱性與比熱(thermal conductivity&specific heat)
熱傳導(dǎo)能力和熱容量對(duì)于
工業(yè)催化劑具有實(shí)際意義。在吸熱或放熱反應(yīng)中,催化劑的導(dǎo)熱性能良好,就可以減少顆粒內(nèi)部以及床層的溫度梯度,使溫度均勻,有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行和活性的發(fā)揮。
6.再生性能(regeneration performance)
工業(yè)催化劑經(jīng)長(zhǎng)期使用后活性衰退,選擇性下降,達(dá)不到工藝要求,必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢淼幕蚧瘜W(xué)的處理,使其活性與選擇性得以恢復(fù),這即再生過(guò)程。再生周期長(zhǎng)短與可再生次數(shù)多寡是催化劑再生性能的重要標(biāo)志。
7.可重復(fù)性(repeatability)
為了保證向用戶提供的
催化劑產(chǎn)品的各種性能都能達(dá)到指標(biāo)要求,并相對(duì)穩(wěn)定,在研制開(kāi)發(fā)階段就應(yīng)在各個(gè)放大過(guò)程中注意各種因素的影響,使工業(yè)催化劑的制造過(guò)程完全能重復(fù),產(chǎn)品性能穩(wěn)定合格。