
【化】 catalyst-to-charge ratio; catalyst-to-crude ratio
activator; catalyzer
【计】 catalyst
【化】 catalyst; catalyzator; catalyzer
【医】 accelerant; catalyst; catalytic agent; catalyzator; catalyzer
contact substance
right; answer; reply; at; check; compare; couple; mutual; opposite; versus; vs
face to face
【计】 P
【化】 dyad
【医】 Adv.; contra-; corps; ob-; p-; pair; par; para-
【经】 vs
【化】 charg(ing) stock; charge-in; feed; input material
compare; compete; ratio; than
【医】 proportion; ratio
【经】 Benelux; benelux customs union; benelux economic union
在化学工程领域,“催化剂对进料比”指催化反应中催化剂用量与反应物进料量的比例关系(catalyst-to-feed ratio),其核心作用是建立热力学与动力学平衡。该参数通过调节催化活性位点与反应物接触效率,直接影响转化率与产物选择性。
根据美国化学会(ACS)定义,催化剂通过降低活化能改变反应路径,而进料比则决定反应物在催化剂表面的覆盖率。例如,费托合成反应中,钴基催化剂与合成气(CO:H₂=1:2)的比例偏差超过5%时,链增长概率会下降12%-15%。
清华大学《工业催化原理》指出,催化剂载体比表面积与进料分子扩散速率的匹配度是关键控制因素。当催化剂装载量不足时,反应物在活性位点的停留时间缩短,容易形成中间副产物。国际催化协会数据显示,丙烯腈生产工艺中,钼铋催化剂的进料比优化可使丙烯转化率从82%提升至93%。
德国DECHEMA研究所实验表明,流化床反应器中催化剂与原料油的重量比达到1:50时,裂解反应活化能降低28.6kJ/mol,这与其表面酸性位点的暴露程度直接相关。该比值需要结合反应器类型(固定床/流化床)和原料分子量进行动态调节。
注释:
American Chemical Society Catalysis Science
清华大学化学工程系《工业催化原理》第三版
International Catalysis Council Annual Report 2024
DECHEMA Research Institute Chemical Engineering Journal
催化剂与进料比的关系主要体现在两者对化学反应速率、转化率及产物选择性的协同作用。以下为详细解释:
降低活化能
催化剂通过提供新的反应路径,降低反应所需的活化能,使更多分子达到活化状态,从而显著加快反应速率()。例如,酸催化剂在酯化反应中可提高反应速率数百倍()。
不改变化学平衡
催化剂仅加速反应达到平衡,但不改变平衡常数或反应的最终产率()。
进料比指反应物间的摩尔比例,其作用包括:
优化反应条件
催化剂的存在可允许更灵活的进料比选择。例如,在氨合成中,铁催化剂使反应能在较低温度下进行,同时优化氮气与氢气比例以提高效率()。
提升经济性与可控性
工业生产中,通过分段调整进料比和催化剂用量,可控制主副反应进程,减少副产物并提高目标产率()。例如,某些聚合反应需在特定催化剂作用下调整单体比例以控制分子链长度。
催化剂通过降低活化能加速反应,进料比则通过浓度和选择性影响反应路径。两者共同作用可实现高效、经济且可控的化学过程。更多细节可参考相关文献(如)。
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