铂催化剂(英文名称platinum catalyst)是一种以金属铂为主要活性组分制成的催化剂的总称。采用铂金属网、
铂黑、或把铂载于
氧化铝等载体上,也可含有金属铼等
助催化剂组分。主要用于
氨氧化、石油烃重整、
不饱和化合物氧化及
加氢、气体中
一氧化碳、
氮氧化物的脱除等过程。是化学、石油和化工反应过程经常采用的一种催化剂。具有
催化活性高,选择性强,催化剂制作方便,使用量少,可以通过制造方法的变化和改进,与其他金属或助催化剂活性组分复配等,优化催化性能。应用领域广,能够反复再生和活化使用,寿命长,废催化剂的金属钯可以回收再利用等优越性。许多铂催化剂品种都已成为专利产品,应用于各行各业,具有新的结构及催化功能的铂催化剂仍在不断研发,不但使许多难以实现的反应过程经铂催化剂催化而成为可能,而且使许多石油和化工等工业生产过程,因采用新开发的铂催化剂得到改善和提高,使工艺过程简化、经济效益提高,因此铂催化剂仍具有远大的发展前景。
铂(Pt)元素在周期表中第10族(ⅧB)
铂族元素,原子序数78,稳定的同位素有194,195,196,198。密度21.45g/cm,熔点1769℃,沸点3827±100℃,氧化态+2、+3、+4价,银白色具有良好延展性的金属。铂在空气中不被氧化,在450℃以下无明显的氧化膜生成,450℃以上生成挥发性氧化物稍有失重。在500℃的
氧气气氛中能氧化成
氧化铂。可被卤素、
氰化物、硫和
苛性碱腐蚀。在1000℃将铂暴露在
硫化氢中,12小时后可观察到少量腐蚀。不溶于
盐酸、
硝酸,但溶于
王水,生成六氯合铂(Ⅳ)酸(H2PtCl6)。铂是很好的
吸氢材料,要避免长时间暴露在含碳的强
还原气氛(如C、CO、CO2)中。
(1)铂重整催化剂及铂重整过程:在
石油炼制工业中,将石油中的C6~C8烷烃馏分分离出来,经过重整,转化成C6~C8芳烃,即苯、
甲苯、
二甲苯的过程,所用催化剂为铂催化剂,过程的目的是增产芳烃、提高汽油的
辛烷值。重整过程用催化剂又称单铂催化剂(英文名称single platinum catalyst),以铂为
金属活性组分,以
γ-氧化铝为载体,铂含量在0.3~0.7%,酸性组分为氯或氯
氟化物,含量为0.1~0.3%。催化剂
堆积密度为0.79~0.85g/cm,白色、圆柱状颗粒。活性组分铂起到加速直链的烷烃
脱氢及
芳构化反应。提高催化剂中铂含量,有利于芳构化反应和催化剂的抗毒能力。另一种铂重整催化剂为铂-铼双
金属催化剂。重整反应温度为400~500℃,压力2.5~3.0MPa。催化剂使用周期可在一年以上。
(2)氨氧化过程采用铂铑丝网催化剂,氨与空气经铂铑丝网催化剂,在850~900℃反应生成
一氧化氮和水,一氧化氮再被氧化成
二氧化氮,水吸收生成
硝酸。
毒物主要有硫及硫化物、
一氧化碳、结碳、
结焦等,中毒后的铂催化剂可以通过烧焦、在
氢气流下再生等步骤,恢复活性,再生后活性恢复的催化剂,重新进行反应。完全失活的铂催化剂可以通过酸溶等步骤回收金属铂。