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選擇性
催化劑并不是對熱力學允許的所有化學反應都能起作用,而是特別有效地加速平行反應或連串反應中的一個反應。催化劑對這類復雜反應有選擇地發(fā)生催化作用的性能,就稱為催化劑的選擇性。
例如,對于反應aA→bB+cC+dD+??反應物A的轉化率可由式(1-34)計算。產(chǎn)物B的單程收率ZB為:
(1-35)
式中 NB--產(chǎn)物B的物質的量;
a、b-分別為反應物A及產(chǎn)物B的化學計量數(shù)。
對產(chǎn)物B而言,產(chǎn)物B的選擇性就是其單程收率與反應物A的轉化率的比值,即:
(1-36)
同樣,反應產(chǎn)物C的單程收率和選擇性分別為:
(1-37)
(1-38)
反應產(chǎn)物D的單程收率及選擇性分別為:
(1-39)
(1-40)
舉例來說,用Al2O3催化劑進行乙醇脫水制乙烯時,每通入10mol乙醇,可生成9mol 乙烯,剩余0.5mol乙醇,這時乙醇的轉化率為:
乙烯的單程收率為:
乙烯的選擇性為:
表示催化劑選擇性的另一種方法是采用選擇性因子,其定義是:
(1-41)
式中 S1-選擇性因子;
k1- 一主反應的表觀反應速率常數(shù)或真實反應速率常數(shù);
k2- 副反應的表觀反應速率常數(shù)或真實反應速率常數(shù)。
以一氧化碳加氫反應為例,一氧化碳在催化劑作用下可以轉化為甲醇(聯(lián)醇反應),也可進一步轉化為甲烷(甲烷化反應),即:
CO→[k1]2H2CH3OH→[k2]H2CH4+H2O
如果使用有高度選擇性的聯(lián)醇催化劑,就可控制反應主要發(fā)生在生成甲醇的這一步,而減少副產(chǎn)物甲烷的生成,這時選擇性因子為:
(1-42)
式中 S聯(lián)醇-聯(lián)醇催化劑的選擇性因子;
k1--CO轉化為CH3OH的反應速率常數(shù);
k2-CH3OH轉化為CH4的反應速率常數(shù)。
用選擇性因子表示催化劑選擇性的方法主要用于催化理論研究中。這種用真實反應速率常數(shù)比表示的選擇性因子,又稱為固有選擇性,因為它只決定于催化劑的種類和組成,而不包括其他影響因素。
工業(yè)催化過程中,除主反應外,常伴有某種程度的副反應,因此選擇性總是小于100%。一方面,催化劑的選擇作用在工業(yè)上具有特殊意義,選擇某種催化劑,就有可能合成出某一特定產(chǎn)品;另一方面,催化劑有優(yōu)良的反應選擇性,就可減少原料消耗和減少反應后處理工序。
有時,催化劑的活性與選擇性不能同時滿足時,就應根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程的要求綜合考慮。如果反應原料昂貴或產(chǎn)物與副產(chǎn)物很難分離,最好選用高選擇性催化劑;反之,如原料價廉而原料與產(chǎn)物易于分離,則宜采用高活性(即高轉化率)的催化劑。
產(chǎn)品展示
產(chǎn)品詳情:
SSC-CTR900 催化高溫反應儀適用于常規(guī)高溫高壓催化反應、光熱協(xié)同化、催化劑的評價及篩選、可做光催化的反應動力學、反應歷程等方面的研究。主要應用到高溫高壓光熱催化反應,光熱協(xié)同催化,具體可用于半導體材料的合成燒結、催化劑材料的制備、催化劑材料的活性評價、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛乙醛氣體的光催化降解、苯系物的降解分析、VOCs、NOx、SOx、固氮等領域。實現(xiàn)氣固液多相體系催化反應,氣固高溫高壓的催化反應,滿足大多數(shù)催化劑的評價需求。
產(chǎn)品優(yōu)勢:
SSC-CTR900催化高溫反應儀的優(yōu)勢特點
1)高溫高壓催化反應儀可實現(xiàn)催化高溫<900℃C高壓<10MPa反應實驗
2)紫外、可見、紅外等光源照射到催化劑材料的表面,實現(xiàn)光熱協(xié)同和光誘導催化;
3)光熱催化反應器采用高透光石英玻璃管,也可以采用高壓反應管,兼容≤30mm 反應管;
4)可以實現(xiàn)氣氛保護、抽取真空、PECVD、多種氣體流量控制等功能;
5)可以外接鼓泡配氣、背壓閥、氣液分離器、氣相色譜等,實現(xiàn)各種功能的擴展;
6) 采取模塊化設計,可以實現(xiàn)光源、高溫反應爐、高溫石英反應器、高真空、固定床反應、
光熱反應等匹配使用;
7) 高溫高壓催化反應儀,小的占地面積,可多功能靈活,即買即用。
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