Дезактивация катализаторов
3.3. ДЕЗАКТИВАЦИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ
Под влиянием различных воздействий катализатор может терять активность и селективность (рис. 11). В первом приближении объяснить это можно следующими причинами:
- 1) отравление;
- 2) блокировка;
- 3) уменьшение площади активной поверхности в результате спекания или миграции;
- 4) удаление активной фазы.
УВ
Рис. 11. Схематическое представление механизмов дезактивации катализаторов:
а - спекание; б - удаление активной фазы; в - отравление каталитическим ядом; г - отложение кокса; д - миграция активной фазы в труднодоступное место; е - блокировка пор носителя
Каталитическими ядами называют примеси, присутствующие в сырье и понижающие активность катализатора. В сложной реакции отравление может воздействовать на одну стадию сильнее, чем на другую, и, следовательно, преднамеренным отравлением катализатора можно повышать его селективность по отношению к определенной реакции. Яд адсорбируется на активных центрах катализатора, и если эта адсорбция не слишком прочна, то постепенно десорбируется после прекращения подачи яда в сырье. Если же яд прочно адсорбируется на катализаторе, то его действие наблюдается и после прекращения его подачи. Удаление яда с поверхности может происходить в результате его взаимодействия с реагентами. Реакции, продукты которых прочно адсорбируются на катализаторе, называют самоотравляющимися, или самоингибирующимися.
Блокировкой называют обычно физическое покрытие поверхности пылью, мелким порошком или углеродистым отложением (коксом). В последнем случае активность катализатора можно восстановить выжиганием кокса.
Спекание - это необратимый физический процесс, приводящий к уменьшению каталитической активности поверхности. При спекании может происходить рост кристаллитов металла на носителе или уменьшение удельной поверхности нанесенного катализатора.
Активная фаза катализатора может превращаться в менее активную или менее селективную форму. Некоторые аморфные катализаторы кристаллизуются, или соединения, активные в одной кристаллической форме, способны превращаться в другую, менее активную, кристаллическую форму.
Активность катализатора может уменьшаться в результате постепенного разрушения носителя путем дробления, истирания и под химическим воздействием окружающей среды.
