催化剂中毒

化学现象

反应原料中含有的微量杂质使催化剂的活性、选择性明显下降或丧失的现象。中毒现象的本质是微量杂质和催化剂活性中心的某种化学作用，形成没有活性的物质。在气固多相催化反应中形成的是吸附络合物。一类是如果毒物与活性组分作用较弱，可用简单方法使活性恢复，称为可逆中毒或暂时中毒。另一类为不可逆中毒，不可能用简单方法恢复活性。为了降低副反应的活性，有时需要使催化剂选择中毒。

定义

催化剂在使用中会因各种因素而失去活性，其中重要的一个因素就是中毒。

催化剂中毒的原因有几种可能，原料中所含的少量杂质，或是温度过高，或是强吸附（多为化学吸附）在活性中心上，或是与活性中心起化学作用，变为别的物质，都能使活性中心中毒．另外，反应产物中也可能有这样的毒物；在催化剂的制备过程中，载体内所含的杂质与活性组分相互作用，也可能毒化活性中心。

应用

毒物是各式各样的，对同一催化剂，只有联系到它所催化的反应，才能清楚地指明什么物质是毒物．也就是说，毒物不仅针对催化剂，而且是针对这个催化剂所催化的反应来说的。催化剂在活性稳定期间往往会因接触少量杂质而使活性显著下降,这种现象称为催化剂中毒。使催化剂丧失催化作用的物质，称为催化剂的毒物。若消除中毒因素后，活性仍能恢复，称为暂时性中毒，否则称为永久性中毒。

一些催化剂在一些反应中的毒物，其中有些是暂时性毒物，有些是永久性毒物。例如合成氨中用的铁系催化剂，水和氧是毒物，当这种中毒现象发生时，可以用还原或加热的方法，使催化剂重新活化，这种中毒是暂时性中毒，或称可逆中毒；而硫或磷的化合物对于这个催化剂和这个反应也是毒物，当由它们引起中毒时，催化剂就很难重新活化，这是永久性中毒，或称不可逆中毒。后面一种中毒，是可以防止的。

再如石油化工行业中的催化重整、催化加氢都要使用催化剂（如Pt、Ni等），而原料油品中往往含有微量硫、氮化合物会使催化剂中毒，给炼化过程带来很大影响；同时，重整、加氢使用的催化剂较为昂贵，也会造成一定的经济损失，因此对油品进行脱硫、脱氮等处理十分重要。

中毒不仅影响催化剂的活性，造成催化剂的活性下降，也影响催化剂的选择性。中毒是在化工生产中使用催化剂时经常遇到的实际问题，但我们了解得还不十分清楚。至于怎样防止中毒和解毒，要通过实践来加以解决。

中毒原因

原因之一：“阳离子”中毒

1、阳离子的组成：C4原料中的金属离子和碱性氮化物、氨气和有机胺。

2、阳离子的来源：

①上游原料水洗不彻底而带来的钠离子、钙离子;

②设备管道或阀门所产生的可溶性的铁离子、铬离子;

③FCC分子筛中的微量铝离子和硅离子;

④C4中的氨、甲胺等碱性化合物也属于阳离子的范畴。

3、中毒原理和形式：这些阳离子和催化剂中的SO3OH产生离子交换而使催化剂“中毒”。反应式如下：SO3OH+M+(Na+、Ca2+、Fe3+、Cr4+、Al4+、NH4+、CH3NH2+……)

中毒形式：“一层一层”地中毒，即：先接触物料的先中毒，后接触物料暂不中毒。