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神奇的“媒人”----催化劑


 
       說起催化劑,人們似乎有些生疏。其實,幾千年來人們用來發面或釀酒的酵母就是一類叫做酶的生物催化劑。大家都知道,化肥的主要成分—氨是由氫原子和氮原子所組成。當把氫氣和氮氣混合在一起時,不管用多高的溫度、多大的壓力,即使經歷很長很長的時間,它們也不會變出多少氨來。但是,一旦在一定條件下與一種以鐵為主要成分的催化劑接觸后,它們很快就會合成氨了。這類能使反應速度成千上萬倍地加速進行,而本身并不消耗的物質,就叫做催化劑。日語中把這類物質形象地稱為“觸媒”,它就好像是在各種反應原料之間充當“媒人”,經過它的撮合作用,就有可能使反應大大加快,并向多產目的產物方向轉變。當然,這里有一個前提,就是這些反應原料之間本質上存在著發生反應的可能,也就是說本來就“有緣”。假如這些物質風馬牛不相及,根本不存在結合的可能,那么再大本事的“媒人”(催化劑)也是無能為力的?梢院敛豢鋸埖卣f,幾乎所有的石油煉制與化工過程都離不開催化劑,石油煉制與化工技術的進展幾乎都是得益于新型的、更高效的催化劑的問世。
       石油煉制與化工生產過程中所用催化劑的種類繁多,它們大多為固態,也有的是液態。它們的共同要求是具有高的轉化性、對目的產物良好的選擇性和較持久的穩定性。作為催化劑首先必須要有較高的活性,也就是說要能最大限度地提高所需要的反應轉化的速度。對于同樣的反應原料,它們之間可能發生若干種不同的反應,而人們往往只要求加速其中某幾種反應,對其他所謂副反應則希望加以抑制,這就是要求催化劑具有較高的選擇性,以取得盡可能多的反應目的產物。再者,催化劑耗費是產品生產成本中很重要的一項。有些以鉑、鈀等貴金屬為重要組成和制造原料的催化劑則價格昂貴,所以要求催化劑性能穩定,壽命盡可能的長。那樣不僅可以降低成本,還可避免因頻繁更換催化劑而縮短運行周期、降低生產效率。
       催化劑的種類繁多,分類方法也多。據催化反應類別(工藝)可分為催化裂化、加氫、催化重整催化劑及其他反應催化劑;按催化反應機理可分為離子型、自由基型、絡合反應型,等等。在石油煉制與化工生產過程中所用的催化劑的成分往往并不是單一的,通常是由載體、活性成分和助催化劑等所組成;其中任何一種成分的性質及其含量都會對催化劑的性能產生影響。催化劑屬于精細化學品,其研制是一項技術性很強的工作,其生產制造涉及諸多單元操作,每一步都得非常精心地操作,各種條件上任何微小的變動都有可能會顯著改變催化劑的性能。在這方面每年都有大量獲得專利保護的技術成果,可以說是石油煉制與化工方面技術創新最為活躍的領域。
 
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