转换频率(TOF)
在反应速率的三种表达方式中,以面积速率为好,因为催化反应是在表面上发生的。然而,相同表面积的催化剂表面上活性位浓度(或密度)可能并不一样,因此根据活性位数来表征反应速率视乎更能接近催化剂的本质速率。借用酶化学中转化数的概念,在催化中引入了转化频率概念。
TOF又称转换速率,是指反应在给定温度、压力、反应物组成和流速(流量)以及一定反应度的条件下,在单位时间、单位活性位上发生的反应的次数,以TOF表示。由于活性位的测定比较困难且TOF不是速率常数,跟反应条件有关,因此工业上很少用到TOF。
转化率
对于活性的表达方式,更为直观的指标就是转化率。工业上常用这一参数衡量催化剂性能。转化率的定义为:
迅凯催化干货:如何选择合适化工催化剂
引入这个参数时,注明反应物料与催化剂的接触时间,否则就无速率的概念了。因此,工业实践中引入空速和时空得率两个参数。
空速就是在流动体系中,物料的流速(单位时间的体积)除以催化剂的体积就是体积空速,单位h-1,用Sv或GHSV表示。
空速的倒数表示反应物料与催化剂接触的平均时间。
时空得率,即常用指标STY。时空得率为每小时每立方催化剂所得产物的量。该量虽然很直观,但因与操作条件有关,因此不十分确切。
我国清洁燃料的进程在不断加快,未来与其相应的催化剂需求量也会不断增加。开发出适用于我国汽柴油结构的活性更高、选择性更佳、成本更低、使用周期更长的汽柴油加氢处理催化剂,对于清洁燃料质量升级具有深远意义。