Dezactivarea catalizatorilor
Salt la navigare Salt la căutare
Dezactivarea (sau dezactivarea sau descompunerea ) unui catalizator este un proces de degradare în timp a unui catalizator , care este asociat cu o pierdere de activitate sau selectivitate a catalizatorului însuși.
Cauze și consecințe
Dezactivarea unui catalizator poate avea loc pentru: [1] [2]
- degradarea termică
- sinterizare ( sinterizare ): aglomerare a mai multor particule de catalizator, care implică o scădere ireversibilă a suprafeței disponibile pentru schimbul de materie . Acest fenomen este accentuat pe măsură ce temperatura crește; [3]
- Îmbătrânire (îmbătrânire) [4]
- otrăvire (otrăvire): constă în „ adsorbție chimică sau fizică nedorită a unui compus chimic (numit„ otravă ” [5] ), care în acest mod scade ireversibil (în cazul otrăvirii chimice) sau reversibil (în cazul otrăvirii fizice ) numărul de site-uri disponibile. Extinderea acestui fenomen depinde de cantitatea și natura impurităților prezente în fluxul alimentat în reactorul chimic (numit și „încărcare”). Deși în general nedorită, otrăvirea se face uneori intenționat pentru a crește selectivitatea catalizatorului (în detrimentul activității sale). [6]
- fouling ( fouling ): acoperirea suprafeței pulberii de catalizator, care scade activitatea catalizatorului.
- volatilizarea componentelor active.
Pe lângă pierderea eficienței, un alt dezavantaj al fenomenului de dezactivare este asociat cu complicația ecuațiilor cinetice, ceea ce face ca modelarea să fie mai dificilă datorită acestui fenomen.
Remedii
Fenomenele de dezactivare a catalizatorului pot fi amortizate folosind următoarele tipuri de reactoare: [1]
- reactoare cu pat mobil (reactor cu pat mobil)
- reactoare de transport ( reactor de transport direct sau STTR).
Odată ce catalizatorul a fost dezactivat, acesta poate fi regenerat sau înlocuit. [8]
Exemple de otrăvuri cu catalizator
Un tabel neexhaustiv al unor catalizatori, otrăvuri aferente și procese industriale în care poate avea loc otrăvirea este prezentat mai jos. [2] [9]
| Catalizator | Otravă | Proces industrial |
|---|---|---|
| Nickel Raney | oțel moale | |
| Aluminosilicați (catalizatori pe bază de silice-alumină) | carbon | crăparea uleiului |
| Catalizatori metalici ai grupelor 10-11 ( Ni , Pd , Pt , [10] Cu ) | Elemente din grupele 15 și 16 ( S , Se , Te , P , As ), halogeni , compuși de plumb , compuși de mercur , oxigen , piridină , chinolină | hidrogenare sau dehidrogenare |
| Catalizatori pe bază de Fe | Elemente din grupele 15 și 16 ( S , Se , Te , P , As ), halogeni , apă , oxigen , NO , CO | sinteza amoniacului |
| Catalizatori bazati pe co | Elemente din grupele 15 și 16 ( S , Se , Te , P , As ), CO | |
| Catalizatori pe bază de Pt - Rh | P , As , compuși de antimoniu , Pb , Zn , Cd , Bi , oxizi alcalini | hidrogenare |
| Zeoliți acizi | amoniac , amine , alcooli , apă |
Notă
- ^ a b Copie arhivată ( PPT ), pe Students.dicamp.units.it . Adus la 22 iunie 2009 (arhivat din original la 8 martie 2016) .
- ^ a b lui Ullmann , cap. 9.1 .
- ^ Mecanismul de sinterizare, care nu este dorit în cazul catalizei, este folosit în schimb în alte sectoare care privesc știința materialelor .
- ^(RO) Cartea de aur IUPAC, „îmbătrânirea catalizatorului”
- ^(RO) IUPAC Gold Book, "otravă (în cataliză)"
- ^ Wen-Teng Chang, „Creșterea selectivă a nanotuburilor de carbon folosind otrăvirea catalizatorului și șanțul geometric”
- ^(RO) IUPAC Gold Book, „cocsare”
- ^ Copie arhivată ( PDF ), pe arpa.fvg.it. Accesat la 22 iunie 2009. Arhivat din original la 17 aprilie 2012 . p.158
- ^ otravă catalizatoare (chimie) - Enciclopedia online Britannica
- ^ De exemplu catalizatorul lui Adam ( Pt O 2 )
Bibliografie
- Calvin H. Bartholomew, Gustavo A. Fuentes "Dezactivarea catalizatorului 1997" , Elsevier.
- ( EN ) Helmut Knözinger, Karl Kochloefl, Cataliză heterogenă și catalizatori solizi [ link rupt ] , în Enciclopedia Ullmann de chimie industrială , vol. 9, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a05_313 .
Elemente conexe
linkuri externe
- ( EN ) Mecanisme de dezactivare a catalizatorului , pe herkules.oulu.fi .
- ( EN ) intoxicație cu catalizator de sulf ( PDF ), pe platinummetalsreview.com .
- Îmbătrânirea și otrăvirea catalizatorilor ( PDF ), pe chimicando.it .
