固定床微反装置对催化剂的评价
专项职业技能规范
一、定义
运用连续固定床微型反应器实验装置，对催化剂性能进行评价。
二、适用对象
炼油生产技术专业学生
三、操作规范与相关知识
技能名称：固定床微反装置对催化剂的评价职业领域：燃料油生产工
工作任务操作规程相关知识比重
（%）
开工前的准
备1.物料准备
2.填装催化剂
3.设备、管道、仪表及消防设施
的检查
1.填装催化剂相关
知识
2.有关催化剂知识
3.主要设备的相关
知识
10
吹扫、试漏1.吹扫氮气线路
2.吹扫氢气线路
3.吹扫原料线路
4.用肥皂水检查各个接口点
1.基本工艺流程及
原理
2.吹扫、试漏的注意
事项
15
升温1.程序升温至100℃、200℃、
300℃
2.恒温
1.控制升温速率
2.温度控制仪的使
用方法
15
进料1.预进料：N
2
和甲醇进料
2.用H
2
和硝基苯置换
1.预进料的原理及
注意事项
2.进料的注意事项
20
反应1.反应条件恒定
2.进料恒定
3.采样
1.加氢反应原理
2.操作参数的控制
方法
3.采样安全注意事
项
25
停车1.停止进料，通入氮气和甲醇置
换原料；
2. 关闭温度控制器电源、预热
器电源，不要关闭其它电源；
3.待温度降至150℃关闭其它电
源。
4.关闭反应气体阀门。
1.停车方案
2.对反应后剩余原
料及产生的废气的
处理方法。
15
四、实训要求
子项目(实训)标准
项目代码及编号060907实训地点炼油工艺实训基地考核形式实际操作工位配置标准
项目知识讲解技能示范能力训练考核评价
离心泵流量调节1、反应原理
2、装置组成、反应
器结构及工艺流程
3、操作规程
4、色谱系统组成及
产品检测
5、实验数据处理及
结果分析
1、运行过程计算机控
制及仪表控制，系统
检漏、进料流程、氮
气置换保护等
2、反应器的拆卸、催
化剂装填及安装
4、色谱开机操作、进
样操作，色谱工作站
操作
1、能绘制装置工艺流程
2、能稳定控制生产过程
的工艺参数
3、学会最佳反应条件选
择
4、掌握反应器拆卸及安
装方法
5、根据实验结果会分析
不同操作条件对反应结
果影响
1.对装置能够按工艺
流程进行全面检查
2.正常开车操作
3.安全取样进行分析
4.正常停车操作
学时
所用设备名
称
|固定床微反实训装置
用
途
完成对催化剂性能评价
耗材使用名
称
硝基苯、氢气、氮气、催化剂、冷凝水等
职业技能取证的关联度技
能
要
求
1．掌握正常开车操作
2．操作参数的控制
3. 掌握正常停车操作
相
关
知
识
本实训是在学习了《有机化学》、《化工单元过程操作技术》、《化工反应原理及设备》、《炼油催化剂》、《燃料油生产技术》等课程的基础上进行的。
考核
要点
固定床微反装置对催化剂性能的评价教学方法讲解、示范。
子项目(实训)运行卡
项目代码060907实训地点炼油工艺实训基地学分 4
指导教师实训班级及人数学时12
项目编号实训时间200 -200 学年第学期年月日时～时子项目学习方法知识讲解技能示范能力训练
利用硝基苯加氢制苯胺对催化剂进行初步评价1、了解加氢反应的基本原理、工艺条
件、工艺过程、及主要生产设备。
2、掌握催化剂的添加及加氢反应过程
控制方法。
3、掌握影响反应过程的影响因素及改
变反应条件对催化剂性能影响的分析。
4、学会对事故的判断、处理及产品检
测操作。
1、反应原理
2、装置组成、反应器结构及工艺流程
3、操作规程
4、色谱系统组成及产品检测
5、实验数据处理及结果分析
1、运行过程计算机控制及仪表控制，
系统检漏、进料流程、氮气置换保护等
2、反应器的拆卸、催化剂装填及安装
4、色谱开机操作、进样操作，色谱工
作站操作
1、能绘制装置工艺流程
2、能稳定控制生产过程的工艺参数
3、学会最佳反应条件选择
4、掌握反应器拆卸及安装方法
5、根据实验结果会分析不同操作条件
对反应结果影响
设备使用名称：固定床微反实训装置数量：1
人/台套：1
完好情况：完好
耗材使用硝基苯、氢气、氮气、催化剂、冷凝水等
考核评价成绩登录1.形式：原理部分采用逐人抽题，当场回答、当场打分的形式，操作部分采用实操与提问相结合的考核形式。
2.考核点：反应原理、系统试漏及补漏的方法、往复泵的使用方法、反应装置的开停车方法、影响反应过程因素及最佳反应条件的选择方法、反应管拆卸、安装及催化剂装填方法、气相色谱使用方法。
3.成绩填写
组
号
姓
名
成
绩
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使
整装置催化剂使用情况分析 刘忠杰 摘要：通过对重整装置2005年和2008年生产数据对比，对重整催化剂各方面性能进行了分析 关键词：重整装置催化剂生产反应性能分析 1.概述 重整催化剂是重整装置重要的组成部分，是半再生重整的技术核心，半再生重整催化剂活性组分分为单金属和双金属等，双金属催化剂与单金属催化剂相比具有活性稳定性高、选择性好、抗积炭能力显著改进等特点。评价重整催化剂性能的好坏主要考核装置生产的以下两种指标：装置在相同反应条件下的的液体收率是否高和在性质相近的原料及相同反应条件下汽油辛烷值的高低。为了进一步了解沧州分公司重整装置运行情况，充分发挥重整装置催化剂的作用，为装置的优化运行创造条件，进一步提高种植的经济效益，下面对目前重整装置所用催化剂做一简单分析。 1.重整装置简介 沧州炼油厂重整装置始建于1998年，装置设计规模15万吨/年，设计形式为固定床半再生，于1999年5月建成投产，整套装置包括重整原料加氢预处理和催化重整两个部分，利旧镇海炼化股份有限公司15万吨/年催化重整装置重整单元的部分旧设备，主要包括第一，第二反应器及预分馏塔。预加氢采用一次通过流程，即重整产氢经过预加氢压缩机增压后一次通过预加氢系统，从预加氢气液分离器
V2103送出。重整部分使用的催化剂为3932和3933,2005年5月一反更换了长岭催化剂厂生产的PRT-C。重整装置建设的目的为生产高辛烷值汽油。 3. 3932和3933催化剂的性质 沧州分公司重整装置开始使用的催化剂为3932和3933及后来一反更换的PRT-C，均属于双金属催化剂，主要活性组分为贵金属铂和铼，其中贵金属铂含量为：2.1～2.5%，形状为长条形，采用两段装填工艺，与其他双金属催化剂相比，3932和3933催化剂两段装填工艺具有更高的活性、选择性和氢气产率。 3.1.3932和3933催化剂的物性指标 3932和3933催化剂的物性指标见下表1。 表1.3932和3933催化剂的物性指标
催化裂化催化剂的主要理化指标及其意义 一、化学指标 催化剂的化学组成表示催化剂中的主要成分及杂质的含量，通常包括： Al2O3、Na2O、Fe2O3、、灼烧减量五个主要指标，有时还包括Re2O3。 1、Al2O3含量：催化剂中Al2O3含量表示催化剂中Al2O3的总含量，是催化剂的主要化学成分。 2、Na2O含量：Na2O含量表示催化剂中含有的Na2O杂质含量。在催化裂化过程中，特别是在掺炼钒含量较高的渣油情况下， 3、Fe2O3含量：Fe2O3含量表示催化剂中含有的Fe2O3杂质含量。Fe2O3在高温下会分解并沉积在催化剂上，积累到一定程度就会引起催化剂中毒，其结果一是使催化剂活性降低。 4、SO42-含量：SO42-含量表示催化剂中含有的SO42-杂质含量。SO42-可与具有捕钒作用的金属氧化物（如氧化铝等）反应生成稳定的硫酸盐，从而使其失去捕钒能力。所以，在掺炼渣油的情况下，SO42-的危害性较大。 5、灼烧减量：灼烧减量是指催化剂中所含水份、铵盐及炭粒等挥发组份的含量。生产中控制其减量≤13%。 6、Re2O3含量：Re2O3含量是表示催化剂性能的指标之一。稀土通常来自催化剂中的分子筛，有时在催化剂制造工艺中也引入稀土离子达到改善性能的目的。通常Re2O3含量越高，催化剂活性越高，但焦炭产率也偏高。 对于平衡催化剂，有时还需知道其中的金属含量，如Ni、V、Na等，以便了解催化剂的污染程度。 二、物理性质 物理性质表示催化剂的外形、结构、密度、粒度等性能。通常包括：比表面积、孔体积、表观松密度、磨损指数、筛分组成五个主要项目。下面分别加以简述： 1、比表面积 催化剂的比表面积是内表面积和外表面积的总和。内表面积是指催化剂微孔内部的表面积，外表面积是指催化剂微孔外部的表面积，通常内表面积远远大于外表面积。单位重量的催化剂具有的表面积叫比表面积。
工程编号：机电2007-2 发放编号：002 催化剂北京燕山分公司溶剂油储罐液位监控系统整改工程 仪表施工技术方案 建设单位施工单位 编制：陈志杰 审核： 批准： 北京燕山时代仪表有限公司 2007年3月2日
目录 一、工程概况 二、施工方案编制依据 三、施工过程及技术质量要求 1、变送器组态检查及校验 2、变送器安装 3、保护管及电缆的敷设 四、施工管理及质量保证体系、质量验收 1、施工管理及质量保证体系 2、质量控制点 3、交工资料 五、HSE管理 1、HSE安全管理网络 2、安全教育 3、安全防火措施 4、安全用电措施 5、高空作业注意事项 6、仪表施工风险评估 六、施工进度计划 七、施工人力安排 八、施工机具使用安排 附表：工程量明细表
一、工程概况 中石化催化剂北京燕山分公司溶剂油储罐液位监控系统整改工程主要是利用今年大检修装置停车改造的机会， 在储罐V227A、B及 V228的底部适当位置开三个仪表孔， 增加三个仪表一次阀（1-1/2＂ 150Lb 法兰阀），用来安装 三台变送器，利用变送器测量液位的原理实现液位指示报 警。 制萘装置六个小罐设备上已有用于液位报警的变送器，储罐上的变送器及电缆均可利旧，只更换金属软管及 部分保护管、配件，该表已停用，因此必须对变送器及电 缆进行调试、检测。 现场新增仪表需要敷设槽板及保护管。新增电缆全部采用2芯直拉电缆。控制室增加9台安全栅、2台输入模块、 过渡接线端子50个左右及过渡多芯电缆及电线。对控制室 接线需从新进行布置，新增电缆及旧电缆经过渡接线端子引 入DCS模块。对DCS进行组态、调试。仪表主要工程量见工 程量明细表（附表） 为保证安全、高效、按期完成施工任务，必须合理安排施工工序及施工方法，搞好施工前的各种准备工作，摸清 现场情况及设备、材料到货情况，打有准备之仗，才能确 保高质量、高效率的完成工作。
催化剂评价微反装置 原理 固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右,堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时，床层则填装固体反应物。涓流床反应器可归属于固定床反应器，气、液相并流向下通过床层，呈气液固相接触。 固定床微反实验装置是采用可编程控制器和计算机控制的自动化微型实验装置。装置自动化操作，各操作点的温度、流量、压力信号及探测器信号由系统自动采集，并通过计算机实时显示反应过程中的各参数变化。通过计算机系统设定温度和流量值，用户可对装置实现自动化操作。根据不同的要求装置的反应压力可采用背压阀手动控制或自动控制的方式进行调解。 固定床反应器的优点是：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。②催化剂机械损耗小。③结构简单另有油换热或熔盐换热反应器、计算机联机的数据采集和温度控制软件、在线取样六通阀、多种类型液体加料泵和气相色谱仪，供用户订货时另外选择配置。此外，还可根据用户要求进行设计、加工。 简介 该装置是一个自动化系统，用于高温高压或者高温常压下进行的催化剂的评价。装置配备的高压/常压供气系统、高压/常压供液系统的管线路数可以按照不同要求来配置。将一定量的催化剂放置于反应器中，在特定的工艺条件下，对催化剂性能进行长时间连续的测试。 装置的核心工艺组件如反应器、冷凝器以及高低压分离器根据不同的工艺要求，采用特别的内表面处理工艺和结构设计，满足不同催化剂和工艺的实验要求；装置的仪表如减压阀、背压阀、流量计以及管阀件均选用进口元件，最大限度的保证使用的稳定性、可靠性和安全性。 固定床微反实验装置系统采用模块化的设计结构，不仅日常操作和维护简单，也保证了装置未来的升级简单容易。该装置对实验环境无特殊要求，通常的室内实验室环境即可满足要求。 技术参数高压微反装置常压微反装置备注 反应器数量 1-6个 1-6个可应用户要求设计 反应催化剂装量 1-20ml 1-20ml 可应用户要求设计 系统最高设计压力 10- 34.5MPa 常压可应用户要求设计 反应器最高设计温度 1000摄氏度 1000摄氏度可应用户要求设计 管路保温最高温度 150摄氏度 150摄氏度可应用户要求设计 反应器温度控制方式等温、多段式升温等温、多段式升温 反应器材质不锈钢不锈钢 气体接口 2-10路 2-10路模块式扩展 液体接口 1-2路 1-2路 气体流量控制 MFC，0.05-1L/min MFC，0.05-1L/min 液体流量控制微量泵微量泵、或气体发生器 反应器尺寸 20*600 mm 10*600 mm 可非标定制 外形尺寸 1300*1700*4500mm 1300*1700*800mm 可非标定制 装置反应器 装置采用框架式结构，模块化设计，分为气体减压、进料、反应、产品收集和放空等区域。所有工艺管线将安装在框架内，入口和放空管线在框架边设计有统一接口；所有的电气线路安排到专用的管线里并
固定床反应器? 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。? 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。? 应用：主要用于气固相催化反应。? 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。? 固定床反应器缺点：? 床层温度分布不均匀；? 床层导热性较差；? 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。? ? 流化床反应器（沸腾床反应器）? 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。? 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。? 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。?
结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。? 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。? 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。? ? ? 固定床：? ? 一、固定床反应器的优缺点? ? 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面：? 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。? 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。?
流化床和洞道干燥综合实验 一、实验目的 1. 了解流化床、洞道干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平 衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数，通常地，其干燥特性数据需要通过实验测定而取得。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 2.1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： -c G dX dw U A d A d τ τ = =kg/(m 2/s) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）； A －干燥表面积，m 2 ； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； Gc －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2.2. 干燥速率的测定方法
（1）将电子天平开启，待用。 （2）将快速水分测定仪开启，待用。 （3）将0.5~1kg 的红豆（如取0.5~1kg 的绿豆/花生放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （4）开启风机，调节风量至40~60m 3 /h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出四颗红豆的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量G i 和终了质量G ic ，则物料中瞬间含水率为: i ic i ic G -G X = G 计算出每一时刻的瞬间含水量X i ，然后将X i 对干燥时间i τ作图，如图1，即为干燥曲线。 图1恒定干燥条件下的干燥曲线 上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同i dX 下的斜率 i i dX d τ，再由式11－1计算得到干燥速率U ，将U 对X 作图，就是干燥速率曲线，如图2 所示。
①对强放热反应固定床温度难控，浆态床易控，这造成固定床催化效率要比浆态床低，因反应温度不能太高，而且固定床内催化剂有一部分没用。固定床存在床层阻力，压降比浆态床大，在反应器内部，浆态床几乎没压降，但在催化剂过滤器两端的压降会比较大 ②固定床工业放大比浆态床容易；浆态床内构件比固定床复杂；浆态床虽可实现催化剂在线更换，但细小催化剂分离比较困难；浆态床对催化剂强度的要求比固定床高；固定床停车更换催化剂要比浆态床麻烦的多。 ③如果是气液固三相反应，浆态床的气体传质比固定床差，对气体分布的要求较高，如果加热盘管和气体分布设计不好，会在反应器内部出现死区或过热区。 现在大体积大直径的浆态床国内还没有加工技术，国际上也只有少数几家能加工，比如日本，固定床国内都能做。浆态床催化剂过滤器国内的技术也不过关。 浆态床反应器合成甲醇的优点： 1）床层的等温性 由于有导热系数大，比热容大的惰性液相热载体和存在高度湍动的气液固三相，导致反应热迅速分散并传向冷却介质，使得床层接近等温操作。因而，其温度分布和传热速率均优于固定床，不会出现床层温度不合理分布、局部过热及对催化剂和设备造成危害等情况。2）反应的高效性 由于浆态床中一般采用200目甚至更细颗粒催化剂，催化剂表面积大，内表面利用率高，催化剂有效系数接近1，催化剂的利用效率远高于气固相反应。较佳的温度又兼顾了化学平衡与反应速率的推动力，从而加快了反应速度，且可获得较大的原料气转化率和转化量。 3）原料的适应性 由于有优良的传热性能，使得浆态床合成甲醇的原料气适应性强，反应物主要成分CO可大范围内变化，而这对于固定床来说是不可能的。 4）操作的可塑性 由于气液固三相有优良的传热性能，加之床层压降低，操作气速或质量空速可在较大范围内变化，反应器操作弹性大。 5）节能的现实性；由于原料气转化率高、循环气量减少、热效率高，因而合成工序可节能25%～30%左右。 6）联产的可行性 原则上可用各种合成气制甲醇，特别是可使煤的燃烧、发电、供汽和化工产品联产，大大提高煤的有效利用率，改善经济效益，并可较容易地做到对现有生产装置的技术改造与产品更换。
炔烃液相选择加氢固定床床反应器设计计算 由于固定床反应器具有结构简单、操作方便、 操作弹性大、建设投资低等优点，而广泛应用于各类油品催化加氢裂化及精制、低碳烃类选择加氢精制等领域。将碳四馏分液相加氢新工艺就是采用单台固定床绝热反应器进行催化选择加氢脱除碳四馏分中的乙基乙炔和乙烯基乙炔等。在工业装置中，由于实际所采用的流速足够高，流体与催化剂颗粒间的温差和浓差，除少数强放热反应外，都可忽略。对于固定床反应器来讲最重要的是处理好床层中的传热和催化剂粒子内扩散传质的影响。 一、固定床反应器设计 碳四馏分选择性加氢反应器一般采用绝热固定床反应器。在工程上要确定反应 器的几何尺寸，首先得确定出一定生产能力下所需的催化剂容积，再根据高径比确定反 应器几何尺寸。 反应器的设计主要依据试验结果和技术要求确定的参数，对反应器的大小及高径比、催化剂床层和液体分布板等进行计算和设计。 1. 设计参数 反应器进口温度： 20℃ 进口压力：0.1MPa 进料量(含氢气进料组分) 体积流量：197.8m 3/h 质量流量：3951kg/h 液相体积空速：400h -1 2. 催化剂床层设计计算 正常状态下反应器总进料量为2040m 3/h 液体体积空速400h -1 则催化剂用量3R V V V /S 2040/400 5.1m ===总 催化剂堆密度3850/B kg m ρ= 催化剂质量850 5.14335B B R m V kg kg ρ=?=?= 求取最适宜的反应器直径D: 设不同D 时，其中高径比一般取2-10，设计反应器时，为了尽可能避免径向的影响， 取反应器的长径比5，则算出反应器的直径和高度为：按正常进料量3 2040m h ／及液体 空速400h -1，计算反应器的诸参数： 取床层高度L=5m ，则截面积2R S V /L 5.1/51.02m === 床层直径 1.140D m == 因此,圆整可得反应器内径可以选择1200mm
催化剂的活性评价流程与装置 催化剂活性评价流程主要有配气装置、SCR反应器和尾气收集分析三部分组成，SCR反应器内径为7．5mm，壁厚2mm，置于管式电炉中，将镍铬热电偶插入催化剂床层中，用程序升温装置来控制反应温度。实验流程图如图2．1所示。 而SCR反应主要在固定床反应器中进行，实验采用的反应器是内径为7．Smm、壁厚为2mm的圆柱形不锈钢，并将不锈钢反应器置于管式电炉中，将镍铬正负加热电偶插入反应器内，利用程序升温装置控制反应需要的温度，反应装置如图2．2所示。
考察催化剂活性的实验步骤： (1)催化剂的装填：称取所需质量催化剂放入管式反应器中，催化剂两端塞入少量高温棉，用来固定催化剂床层，将装好的管式反应器置于加热炉膛内。 (2)管路密闭性检查：首先通入N2检查反应装置的气密性，打开N2钢瓶阀门，在质量流量计上设定流入装置的气体流量，并密封出口，当通入的气体使压力表读数达到O．1MPa时，停止通气，如果在10min内压力没有下降，表示反应装置的密封良好。 (3)配气：设定好每个质量流量计的给定值，进行配气(利用N2作为载气，模拟实验需要的烟气流量)。当气体混合均匀并达到稳定一段时间，使催化剂吸附NO达到饱和，这样可以避免NO的减少是催化剂的吸附造成的。 (4)加热反应：通过程序升温设定加热炉温度，进行升温。达到反应温度后，每一温度均稳定反应1h以上才开始分析。 (5)NO去除率分析：分别在进气口和出气口取样，用2L的铝箔采样袋集满气体后，用KM900手持式烟气分析仪测定进出口NO浓度，分析不同实验条件下催化剂对NO的催化还原的反应活性。 (6)NO转化率的计算。根据反应前后NO浓度值，计算各反应温度下的NO的转化率，定义为脱硝率，以此数据作为衡量催化剂活性的指标。 脱硝率=(入口NO浓度一出口NO浓度)／入口NO浓度
催化原理课程的教学大纲 催化化学和催化研究方法。60－80学时. 催化剂的研究方法 §1.物理吸附和催化剂的宏观物性测定 物理吸附的基础 催化剂的颗粒分析 催化剂的机械强度测定 比表面（BET）和孔结构的表征 催化剂扩散系数测定 §2.热分析方法 热分析的定义和分类 几种常用热分析技术：TG.、TDA、TDS… 热分析在催化研究中的应用 §3.多相X—射线衍射 晶体对X—射线的衍射 衍射数据的收集 物相分析 定量相分析 平均粒度的测定：（衍射峰宽化法；小角度衍射） 非完整晶体中晶格畸变和体平均厚度的测定 层状化合物的X—射线衍射 径向分布函数（RDF） 多晶X—射线衍射全图拟合结构参数的修正 在催化剂研究中的应用实例：高场X—射线衍射 §4.分析电子显微镜 简介 透射电镜、扫描电镜基本原理和技术 电子束和物质相互作用：衍射、散射原理——Bragg方程 衍射几何：高分辨像、倒易点阵、指数标定、长周期结构、孪晶 衍射衬度：明场像、暗场像，衬度像 EDS，EELS原理和应用（组成分析） 选区电子衍射 在高分辨电镜研究中的制样技术 应用实例 §5.化学吸附和催化剂动态分析方法 化学吸附原理 三种等温式 动态分析方法理论（TPD、TPR、TPO、TPSR） 应用实例 §6.红外光谱方法 红外光谱的基本原理
吸附分子的特征及红外光谱诠释 如何获得吸附分子的红外光谱 红外光谱应用于金属催化剂的研究 红外光谱应用于氧化物及分子筛的研究 红外光谱应用于氮化物、碳化物的研究 原位红外光谱应用于反应机理的研究 应用实例 §7.拉曼光谱方法 拉曼光谱原理及基本催化研究中应用的概况 拉曼光谱实验技术的发展 (可见拉曼光谱、FT拉曼光谱、紫外拉曼光谱) 应用实例 展望 §8.核磁共振方法 基本原理和实验技术 分子筛结构研究 固体NMR在催化剂表面酸性研究中的应用 催化剂表面吸附分子的NMR研究 分子筛催化反应的原位MAS NMR研究 MAS NMR技术研究催化剂失活 §9.表面光电子能谱方法 光电子能谱基本原理： X射线光电子能谱 Auger电子能谱 电子能量损失谱（EELS） 紫外光电子能谱 离子散射谱 二次离子质谱和EXAFS等高能谱 应用实例和存在问题 §10.电极催化剂表征方法 电化学基础 电化学研究方法：稳态和静态 电位扫描技术——循环伏安法 控制电位技术——单电位阶跃法 控制电流技术——恒电位电解 交流阻抗法 光谱电化学方法 电催化过程 化学电源简介 §11.多相催化反应动力学方法 概论 一般动力学概念 吸附和多相催化反应速率方程 多相催化反应动力学模型的建立和判别
催化装置催化剂失活与破损原因分析及解决措施 张志亮 薛小波 随着全厂加工原油结构的改变，为了平衡全厂重油压力，今年以来催化装置持续提高掺渣比，目前控制在25%左右。催化原料的重质化、劣质化，对催化装置催化剂造成较大影响。出现了催化剂重金属中毒加剧、失活严重、破损加重等现象，从而导致装置催化剂单耗上升、产品收率下降、各项经济指标下降。通过在显微镜下研究催化剂的颗粒度分布、粒径的大小及形状，找到影响催化剂失活和粉碎的主要原因，通过采取多种措施，调整操作、精细管理等方式，提高装置催化剂活性、降低催化剂破损，保证装置在高掺渣率条件下，优质良好运行。 1、催化剂失活原因分析 催化剂失活主要分为两种：一、暂时性失活；二、永久性失活。暂时性失活主要由于催化剂孔径和活性中心被焦炭所堵塞，可在高温下烧焦基本得到恢复。而永久性失活是指催化剂结构发生改变或者活性中心发生化学反应而不具有活性，其中包括催化剂重金属中毒和催化剂水热失活。 1.1 催化剂的重金属中毒失活 原料中重金属浓度偏高很容易使催化剂发生中毒而破裂，尤其是钠、钒和镍。由于钠离子和钒离子在催化剂表面易形成低熔点氧化共熔物,这些共熔物接受钠离子生成氧化钠,氧化钠不仅能覆盖于催化剂表面减少活性中心,而且还能降低催化剂的热稳定性；其中重金属中Ni 对催化剂的污染尤为突出，平衡剂中Ni 含量每上升1000ppm ，催化剂污染指数上升1400ppm 。 平衡剂性质分析 1020304050607080Fe V Na Ca Ni 活性 2011年 2012年 图1 2012年与2011年平衡催化剂性质分析对比 从图1中可以看出：2012年平衡剂与2011年同期对比，平衡剂活性有所下降，从同期的62%降至今年的60%左右。金属Fe 、Na 、Ca 含量基本持平，V 的含量下降了37%，但是Ni 浓度大幅上升，上升了55%。对比污染指数： 2011年为8840ppm ，2012年为11970ppm ，同比上升了35.4%，
第二章催化剂的制备、性能评价及使用技术 1．多相催化剂常用哪些方法来制备？为什么制备固体催化剂都需要经过热处理，其目的是什么？ 多相催化剂常用的制备方法有：（1）天然资源的加工，结构不同，含量不同的硅铝酸盐采用不同的方法和条件加工后能适用于某一特定的催化反应；（2）浸渍法，将载体置于含活性组分的溶液中浸泡，达到平衡后将剩余液体除去，再经干燥、煅烧、活化等步骤即得催化剂。此法要求浸渍溶液中所含活性组分溶解度大、结构稳定、受热后分解为稳定的化合物；（3）滚涂法和喷涂法，滚涂法是将活性组分先放在一个可摇动的容器中，再将载体布于其上，经过一段时间的滚动，活性组分逐渐粘附其上，为了提高滚涂效果，有时也添加一定的粘合剂。喷涂法与滚涂法类似，但活性组分不同载体混在一起，而是用喷枪附于载体上；（4）沉淀法，在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥后，即得催化剂；(5)共混合法：将活性组分与载体机械混合后，碾压至一定程度，再经挤条成型，最后缎烧活化；（6）沥滤法(骨架催化剂的制备方法)，将活性组分金属和非活性金属在高温下做成合金，经过粉碎，再用苛性钠来溶解非活性金属即得；（7）离子交换法: 是在载体上金属离子交换而负载的方法, 合成沸石分子筛一般也是先做成Na型，需经离子交换后方显活性；(8) 均相络合催化别的固载化: 将均相催化剂的活性组分移植于载体上, 活性组分多为过渡金属配合物，载体包括无机载体和有机高分子载体。优点是活性组分的分散性好，而且可根据需要改变金属离子的配体。制备各固体催化剂，无论是浸渍法，沉淀法还是共混合法，有的钝态催化剂经过缎烧就可以转变为活泼态，有的还需要进一步活化。 所以，催化剂在制备好以后，往往还要活化;除了干燥外，还都需要较高温度的热处理-煅烧的目的：1)通过热分解除掉易挥发的组分而保留一定的化学组成，使催化剂具有稳定的催化性能。2)借助固态反应使催化剂得到一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构和比表面。3)提高催化剂的机械强度。 2.沉淀法制备催化剂的原理是什么？金属盐和沉淀剂的选择原则是什么？ 沉淀法制备催化剂的原理是沉淀反应，金属盐一般首选硝酸盐来提供无机催化剂材料所需的阳离子；金、铂、钯等贵金属不溶于硝酸，但可溶于王水。 沉淀剂的选择原则是：（1）尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂；（2）沉淀便于过滤和洗涤；（3）沉淀剂自身的溶解度要足够大；（4）沉淀物的溶解度应很小；（5）沉淀剂必须无毒，不造成环境污染。
固定床-流化床-浆态床的优缺点
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，
催化剂分析大全 催化剂是SCR技术的核心。SCR装置的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命，其使用寿命又取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂的失活分为物理失活和化学失活。典型的SCR催化剂化学失活主要是碱金属（如Na、K、Ca等）和重金属（如As、Pt、Pb等）引起的催化剂中毒。碱金属吸附在催化剂的毛细孔表面，金属氧化物（如MgO、KaO等）中和催化剂表面的SO 3 生成硫化物而造成催化剂中毒。砷中毒是废气中的三氧化二砷与催化剂结合引起的。催化剂物理失活主要是指高温烧结、磨损和固体颗粒沉积堵塞而引起催化剂活性破坏。 SCR催化剂类型及其使用温度范围: SCR催化剂的选取是根据锅炉设计与燃用煤种、SCR反应塔的布置、SCR入口的烟气温度、烟气流速与NOx浓度分布以及设计脱硝效率、允许的氨逃逸量、允 许的SO 2/SO 3 转化率与催化剂使用寿命保证值等因素确定的。 氧化钛基催化剂的基体成分为活性TiO 2,同时添加增强活性的V 2 O 5 金属氧化 物,在需要进一步增加活性时通常还要添加WO 3 。此外,还需添加一些其他组分以 提高抗断裂和抗磨损性能。根据烟气中SO 2的含量,氧化钛基催化剂中V 2 O 5 组分的 含量通常为1%～5%,在燃用高硫煤时,为了控制SO 2向SO 3 的转化率, V 2 O 5 的含量通 常不超过2%。TiO 2具有较高的活性和抗SO 2 的氧化性。V 2 O 5 是重要的活性成分, 催 化剂的V 2O 5 含量较高时其活性也高, 因此脱硝效率较高, 但V 2 O 5 含量较高时SO 2 向 SO 3的转化率也较高。添加WO 3 则有助于抑制SO 2 的转化,可将SO 2 的转化率控制在1% 以下。 燃煤电厂锅炉SCR催化剂的主流结构形式有平板式和蜂窝式2种。平板式催化剂通常采用金属网架或钢板作为基体支撑材料,制作成波纹板或平板结构,以 氧化钛(TiO 2)为基体,加入氧化钒(V 2 O 5 )与氧化钨(WO 3 )活性组分,均匀分布在整个 催化剂表面,将几层波纹板或波纹板与平板相互交错布置在一起。蜂窝式催化剂则是将氧化钛粉(TiO 2 )与其他活性组分以及陶瓷原料以均相方式结合在整个催化剂结构中,按照一定配比混合、搓揉均匀后形成模压原料,采用模压工艺挤压成
催化剂性能的评价、测试和表征概述主要内容 ?活性评价和动力学研究 ?催化剂的宏观物理性质测定 ?催化剂微观性质的测定和表征 工业催化剂性能评价的目的 ①为应用提供依据 ②为开发制备提供判别的标准 ③基础研究的需要 评价内容 ①使用性能 活性，选择性，寿命 ②.宏观性能：比表面积，孔结构，形状与尺寸 ③.微观性能：晶相组成，表面酸碱性 ?工业催化剂的性能要求及其物理化学性质 4
催化剂测试 ? 催化剂的物理性质的测定 ，包括宏观物理性质（孔容、孔径分布、比表面等）及微观物理 性质（催化剂的晶相、晶格缺陷、微观粒径尺寸等） 几个基本概念 评价（evaluation ），对催化剂的化学性质考察和定量描述； 测试（test ），对工业催化剂物理性质（宏观和微观）的测定； 表征（Characterization ），综合考察催化剂的物理、化学的性质和内在联系，特别是研究活性、 选择性、稳定性的本质原因。 第一节．活性评价和动力学研究 活性测定方法：流动法和静态法，流动法用得最多（一般流动法、流动循环法、催化色谱法） 本质上是对工业催化过程的模拟 流动循环法、催化色谱法多用于反应动力学和反应机理 活性测试的目的 a ）由催化剂制造商或用户进行的常规质量控制检验 b ）快速筛选大量催化剂，以便为特定的反应确定一个催化剂评价的优劣。 c ）更详尽的比较几种催化剂 d ）测定在特定催化剂上反应的详尽动力学，包括失活或再生动力学。 e ）模拟工业反应条件下催化剂的连续长期运转 活性的表示方法 ? 转化率(X A ) 活性的表示方法 ? 选择性(S) 收率(Y) Y=X A ×S ? ? % 100?= 的起始摩尔数 反应物已转化的摩尔数 反应物A A X A % 100?=摩尔数 已转化的某一反应物的所得目的产物的摩尔数 S % 100?= 起始反应物的摩尔数 生成目的产物的摩尔数 Y
四种反应器形式比较 一、固定床反应器 （一）概念 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。例如石油炼制工业中的加氢裂化、歧化、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。 （二）特点 结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 1、优点主要表现在以下几个方面： 1）在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4）适宜于高温高压条件下操作。
2、由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1）催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，导致床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。 2）不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。 3）催化剂的再生、更换均不方便。 （三）形式 轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 绝热式固定床反应器结构简单，催化剂均匀堆置于床内，一般有下列特点：床层直径远大于催化剂颗粒直径；床层高度与催化剂颗粒直径之比一般超过100；与外界没有热量交换，床层温度沿物料的流向而变化。换热式固定床反应器以列管式为多，通常管内装催化剂，管间走载热体，一般有下列特点：催化剂的粒径小于管径的8倍；利
醚化催化剂装填及预处理方案本方案介绍了MTBE装置醚化催化剂装填必须具备的条件、装填步骤、预处理方法等注意事项，系根据该催化剂使用技术条件及交流材料制订，并根据现场具体情况修订。 一、反应器催化剂装填必须具备的条件 1、反应器已经与系统有效隔绝并置换合格； 2、安全措施已制定并落实； 3、装填之前，装填人员要落实，并熟悉装填方案； 4、装填所须的材料工具包括起吊工具等准备就绪。 5、石英砂或瓷球数量及规格按设计要求准备好。 6、催化剂装入后24小时内必须具备甲醇浸泡脱水预处理条件。 二、反应器催化剂装填（考虑更换丝网情况） 1、将不锈钢丝网根据设计要求尺寸剪好，一般不锈钢丝网直径要比反应器直径略大（约60mm）。并将不锈钢丝网按20目—80目—20目准备好（3层需同等尺寸）。要求不锈钢网必须是含钛材质，0Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni10Ti,0Cr18Ni11Ti等均可。不得采用非正规厂家生产的材质不确定的普通不锈钢网或不锈铁网。 2、确认反应器所有人孔处于打开并具备进人条件。 3、检查反应器内无杂物后，在反应器每段的支撑格栅上将事先准备好的三层不锈钢丝网铺平，用不锈钢垫片压实，并用不锈钢螺丝紧固，不锈钢丝网的周边多余部分要用扁铲重锤将其压入支撑板与筒体的边缝内，在筒体与不锈钢丝网的边缝中，还要用石棉绳或80目不锈
钢网充填，并用扁铲和重锤捣实，使周边不允许有丝毫的漏洞，以保证催化剂不流失。 4、在每段已经铺好不锈钢丝网上按照设计要求装填石英砂或瓷球，一般要求石英砂或瓷球的规格为2～3mm，每层装填高度为200mm(催化蒸馏塔瓷球高度为100mm)，装填完毕把石英砂或瓷球处理平整。 5、按设计要求的数量将催化剂装入反应器，装填时要求催化剂从人孔处缓慢倒入，待催化剂装完后摊平，封人孔，进行气密试验，待气密试验合格后，转入甲醇浸泡阶段。 催化剂在装填期间，必须注意： a)切勿将合格证、内袋、口绳等杂物掉入反应器； b)不能用自来水等冲洗催化剂； c) 散落地面及混入泥砂、铁锈等杂物的催化剂不准再装入反 应器； d) 催化剂装入反应器后必须尽快用甲醇浸泡，如果甲醇浸泡 条件不成熟，催化剂应暂缓装入反应器。 三、反应器催化剂甲醇脱水 将甲醇从贮罐中用甲醇泵按照反应器中物料流向加入反应器，并同时打开反应器顶部排空阀排出空气，待反应器充满甲醇后停甲醇泵并关闭排空阀，静态浸泡8小时，将甲醇水溶液排入废甲醇罐或进行回收。按上述同样的方法共进行3次甲醇浸泡，这时甲醇中含水量应不大于10%，此时准备开车。 四、催化剂安全使用注意事项
实验十五 铈锰复合氧化物催化剂的活性评价 实验目的： 1.掌握用微型连续流动反应器评价固相催化剂活性的方法。 2.了解气相色谱分析方法[氢焰离子检测器(FID)]。 实验原理： 相当一些化学反应的自由能变化小于零，甚至远小于零。也就是说，这些反应在热力学上看，是有较大的反应潜力。但由于存在较高的反应活化能，使得这些反应实际上不能发生。如加入适当的催化剂，改变原来的反应历程，能按某一活化能较低的途径进行。本实验用甲苯氧化燃烧反应为例。反应化学方程式： C 6H 5CH 3 + 9O 2 → 7CO 2 + 4H 2O 在不太高的反应温度下，甲苯和空气混合后能稳定存在。当反应混合气经过铈锰复合氧化物催化剂床层时，改变了原来不能进行的直接反应机理。通过反应物向催化剂表面扩散，化学吸附活化，表面反应，然后产物脱附，扩散回气相等历程而完成。 1、评价催化剂性能的优劣主要有以下几个指标： (1)活性(Activity)：催化剂使某一反应的反应速率增加的程度。 (2)选择性(Selectivity)：目的产物所占消耗反应物的百分比。 (3)寿命(Lifetime)：催化剂能使反应维持一定转化率和选择性所使用的时间。其中活性的好坏是根本。只有较好活性的催化剂才值得进一步研究考虑它的选择性，寿命以及制备成本等。 2、对催化剂活性的评价，一般有以下几种表示方法： (1)转换频率(Turnover frequency)：单位时间内每个活性中心引发总包反应的次数。虽然该表示方法严格，但实验测定起来不容易。现只限于理论方面的应用。 (2)反应速率(Reaction rate)：单位时间内的反应进度(ξ)，R =d ξ/d t 。对具体反应，常用反应物的消耗速率或产物的生成速率来表示，R d A dt i i =[] α，αi 为A i 的化学方程式计量系数。 反应物为负，产物为正。对一个催化反应来说，一般情况下，其自身非催化反应是不进行或非常小。因此，催化反应的速率也就表示了催化剂使这一反应速率的增加量。由于可对比性的要求，应保证反应进行时的反应温度，压力和原料气组分等影响反应速率的因素相同。对催化剂用量不同的结果可用单位重量（或单位表面积，单位活性中心数等）进行对比（因文献报导中，各作者对催化剂的用量通常时不一致的）。工业上常用时空收率来表征催化剂的活性。即每小时每升催化剂上所得产物的量。它是反应一段时间的平均值。这种表示活性的方法不精确，但很实用。 (3)活化能(Activation energy)：通常用总包反应的表观活化能表示。催化反应的活化能高，相应的催化反应活性低。反之，活性高。在相对粗略估算催化反应表观活化能(E a )时，可用以下近似方法。在反应转化率不太高时（一般小于30%），用转化率对数与反应温度关联，即ln ~x T 1 作图，得斜率K ，由此有活化能E a =-KR （R 为气体常数）。 (4)转化率(Conversion)：反应物的转化量占引入反应器的反应物总量的百分比。具体过程是在相同的反应条件下（同样的催化剂装量，反应物料的进料速度等），测定不同反应温度下的转化率，作出转化率—温度关系曲线（一般呈“S ”状）。不同催化剂的活性比较为在相同反应温度下转化率的高低，高者活性高。或在相同转化率下所对应的反应温度高低，低者活性高。虽然这样表示催化剂的活性不太严格，但很方便直观。因而被广泛使用。本实验中的甲苯氧化燃烧反应的转化率为 x =([A]0-[A])/[A]0 其中[A]0为反应混合气进入反应器的甲苯浓度。[A]为出口的甲苯浓度。 在气相色谱分析中，[A]0，[A]分别对应于色谱峰的峰面积S 0和S 。在色谱操作条件不变的情况下，甲苯峰的半峰宽恒定，所以，[A]0和[A]又可分别对应于峰高h 0和h 。转化率又可表示为