Типы, состав и свойства промышленных контактных масс. Основные требования к катализаторам при эксплуатации в промышленных реакторах.

К катализаторам, используемым в промышленных процессах, предъявляются повышенные требования: высокие активность и селективность, регулируемые текстура и фазовый состав, высокие термостабильность и механическая прочность, простата и эффективность их технологии. Кроме-того, необходимо сочетание принципов энерго- и ресурсосбережения с охраной окружающей среды на всех стадиях приготовления и применения катализаторов.

Катализаторы-материалы, присутствие которых изменяет скорость реакции.

Контактные массы-многокомпонентные системы, в которых присутствует вещество, которое катализирует процесс, а также добавки в виде промоторов, модификаторов, носителей.

Катализ-одно из наиболее мощных и разносторонних средств воздействия на химические процессы, позволяющие в широких пределах изменять их скорость и направлять реакции в сторону образования желаемых продуктов.

Сложные составы катализаторов являются следствием трех причин:

2. применение двух или нескольких активных веществ одновременно

3. применение носителей для каталитически-активных веществ с целью развития их внутренних поверхностей. (Конверсия метана, носитель

AL₂O₃).

Промотирование- это введение в состав катализатора вещества, которое само по себе является каталитически неактивным, но способствует значительному повышению эффективности процесса.

-модифицирующие промоторы,изменяя характер и скорость элементарных стадий каталитических реакций,непосредственно влияют на активность катализатора по отношению к термодинамически возможным реакциям.Это своего рода катализаторы для катализаторов.Некоторые из них могут изменять не только активность, но и избирательность контактной массы,влиять на стабильность работы, термическую устойчивость, восприимчивость к контактным ядам,т. е. модифицировать свойства катализатора в нужную сторону.

-структурообразующие добавки повышают устойчивость отдельных кристаллических фаз катализатора, препятствуют протеканию процессов спекания,стабилизируют пористую структуру катализатора.

-упрочняющие добавки.Катализатор работает под нагрузкой долго.Нагрузка обусловлена высокой скоростью газовых смесей.Все это приводит к разрушению гранул катализатора и уплотнению слоя,следовательно увеличиваются энергетические затраты.Для увеличения механической прочности вводят добавки,которые способствуют упрочнению зерна катализатора.Чем меньше размер пор катализатора, тем больше механическая прочность. CO+H₂O=^Fe^,^Cr CO₂+H₂.MgO и Cr₂O₃-промоторы,т.к. Fe₂O₃ быстро выходит из строя.

Смешанные контактные массы- добавки к основному компоненту вводятся в соизмеримых количествах и являются каталитически активными в отношении данной реакции.SO₃+1/2O₂=SO₃-

H. СВД:CaSO₄+V₂O₅-диатомид,K₂Cr₂O₇.БАВ.

Катализаторы на носителях- Вещество распределяется на носителе.При этом создается развитая поверхность активного вещества. вВ качестве носителей применяются инертные вещества по отношению к данной реакции,а так же обладают пористой структурой и развитой поверхностью.

-Al₂O₃(Al₂O₃-промотор,повышает активность). Носитель способствует снижению спекания и увеличению механической прочности. NaNO₃ на

Al₂O₃,Al₂O₃-таблетки сушат и прокаливают,поэтому пористые из-за дегидратации, затем наносится активная часть (Ni)+

Al₂O₃.CH₄+H₂O=CO+H₂+

Носителями являются оксиды поливалентных металлов,пемза, активный уголь, селикагель.

1.Активность катализатора. А=f(1.условия каталитических реакций:t,C,P),2.стр-ро/абс.св-ва катализатора,3.к-ция ап-та). Это мера ускоряющего действия, зависит от Cисх., Спродукта, Спримесей, плотности,t,линейности потока.t д.б. больше t зажигания катализатора. Спримесей влияет на адсорбционное равновесие.P влияет на концентрации исх. реагентов и продуктов.

В основном применяют пористые контактные массы. Пористость-отношение объема пор к общему объему катализатора. Чем меньше размер пор, тем больше уд. поверхность.

Конт. аппарат бывает с неподвижным, подвижным и кипящим слоем. t влияет на активность.

Селективность- способность катализатора увеличивать скорость какой-то 1 реакции при одновременном протекании неск. реакций.

Термоустойчивость-сохранение Конт. массой фаз. и хим. состава в опред. интервале температур. СВД,БАВ до 600⁰С. Спекание- уменьшение размера зерен, поэтому уменьшение пористости, увеличение плотности.

Теплопроводность – важна для реакций кот. протекают с выделением большого количества тепла. Необходимо применять катализаторы с высокой теплопроводностью для устранения перегрева(трубн. аппараты с отводом(подводом) тепла от слоя катализатора).

Tзажигания катализатора- минимальная t,при кот. катализатор имеет активность, обеспечивающую скорость техн. процесса в пром. условиях. Важ. экзо, обрат. пр-в,протек. в неподвижном слое катализатора. tз.к. определяется активностью котклизатора,природн. и исх. в-в.Чем ниже tз.к., тем активнее катализатор,т.е. активность катализатора имеет более низкую t.

Промотор увеличивает активность, но уменьшает tз.к.

Износоустойчивость (механическая прочность, устойчивость на истирание).

Стойкость-свойство катализатора, связанное с устойчивостью к движению Конт. ядов.

Конт. яды- примеси, под воздействием которых катализатор во времени теряет активность.

Различают истинное отравление и блокировку пов-ти отравления.

1 вид 1. вз-ие каталит. яда с поверхностью соединения катализатора. В результате хим. вз-ия образуется новое хим. соединения, кот. уже отл-ся составом, структурой и явл-ся неактивным по отношению к кат. реакции.

2.протекание на поверхности катализатора акт. адсорбции кат. яда. В рез-те на акт. центрах образуются активир. комплексы, кот. вступают во вз-ие с реагентами.

Необратимое отравление- на пов-ти катализатарапротекает хим. вз-ие.

Обратим. отравление- если протекает активир.адс-ция кат. ядов.

Регенерация- восст-ие первонач. св-в катализатора

В результате кат. р-ций кроме целевых продуктов образ-ся побочные продукты.Способность адсорбироваться целевых или побочных продуктов на поверхности катализатора приводит к ее блокировке,т.е. закрывает пов-сть катализатора.

С целью регенерации катализатора его термообрабатывают водяным паром.

Пром. катализаторы преимущественно являются пористыми.Внутр. пов-сть д. б. развитой.

Губчатые- ксерогели. Степень использования поверхности катализатора зависит от площади катализатора,размера зерна,увеличение степени использования,увеличение интенсивности процесса.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: