ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика способа из "Технология катализаторов" Контактные массы, относящиеся к этой группе, получают нанесением активных компонентов на пористую основу (носитель). Как правило, для данного процесса носитель является малоактивным или даже инертным материалом. Однако имеются контактные массы, в которых носитель вступает во взаимодействие с катализатором, более или менее глубоко воздействуя на его каталитические свойства. Промотирующее действие может быть обусловлено эпитактическим изменением межатомных расстояний в катализаторе или модификацией валентности вследствие включения металла в кристаллическое поле. В зависимости от типа реакторных устройств катализаторы на носителях изготовляют в виде таблеток, шариков, мелких сфер или порошков. [c.120] Получение катализаторов нанесением активного компонента на носитель обладает рядом преимуществ по сравнению с другими относительной простотой, меньшим количеством вредных отходов и более эффективным использованием активного компонента. [c.120] Нанесенные катализаторы делят на два класса 1) сорбционные — наблюдается взаимодействие между носителем и исходным веществом, адсорбирующимся на поверхности 2) пропиточные — исходное соединение активного компонента вносят в растворенном состоянии в поры носителя [201. [c.120] Обычно пористую основу пропитывают раствором, содержащим не активные компоненты катализатора, а соединения, которые переходят в эти компоненты при соответствующей обработке. Чаще всего применяют соли, анионы которых можно легко удалить в процессе термообработки нитраты, карбонаты, ацетаты и др. [44]. При синтезе металлических катализаторов сначала получают на носителях их оксиды, которые затем восстанавливают (чаще всего водородом) до металла. [c.121] При получении катализатора из нерастворимых солей совмещают пропитку с осаждением, причем наносят сначала один компонент, а затем другой. В этом случае осадок образуется прямо в порах носителя. Часто требуется, чтобы активное вещество не растворялось в ряде жидкостей воде, углеводородах, спиртах и т. д. Для этого готовят катализатор в виде суспензии, наносят последнюю на подложку, затем подвергают всю систему термической обработке [44]. [c.121] Пропитка зернистого носителя в общем случае состоит из следующих стадий 1) эвакуация газа из пор носителя 2) обработка носителя раствором 3) удаление избытка раствора 4) сушка и прокаливание [47]. [c.121] Вакуумирование носителя производят с целью улучшения однородности пропитки зерен и ускорения процесса. Иногда из тех же соображений перед пропиткой гранулы насыщают газом, легко растворимым в данном пропиточном растворе. Это мотивируется тем, что находящийся в порах воздух сильно тормозит проникновение пропиточного раствора. Однако ввиду сложности проведения операции вакуумирования носителя в промышленных условиях ее чаще всего опускают [47]. Кроме того, следует учитывать, что капиллярное давление при пропитке носителя достигает больших значений. Оно легко вьггесняет находящийся в порах воздух. Часть воздуха удаляется из пор вследствие расширения его при нагревании в пропиточной ванне. [c.121] Пропитку можно осуществлять периодически и не-п р е р ы в н о. При непрерывной пропитке получают более однородный по составу катализатор. Для этого можно использовать батареи проточных смесителей или пропиточные машины, в которых основным конструктивным узлом является движущаяся бесконечная лента с подвешенными на ней сетчатыми корзинами из нержавеющей стали [47]. Носитель загружают из бункера в корзины. При движении ленты корзины опускаются на некоторое время в емкость с пропитывающим раствором, а затем поднимаются и перемещаются в обратном направлении, давая раствору стечь в емкость. 11ропитанный носитель без выгрузки из машины может быть подвергнут дальнейшим операциям. [c.121] При определении числа пропиток надо учитывать, что многие широкопористые носители быстро насыщаются вносимым компонентом и увеличивать число пропиток здесь нецелесообразно. При обработке же тонкопористых носителей каждая пропитка приводит к некоторому увеличению содержания активных компонентов в катализаторе и полное насыщение не наступает длительное время. [c.122] Сказанное выше подтверждается данными о результатах пропиток при приготовлении никелевых, хромовых и -кобальтовых катализаторов на различных носителях (табл. 3.1) [115]. [c.122] С другой стороны, следует иметь в виду, что тонкие поры при увеличении числа пропиток могут быть полностью забиты активным компонентом и не будут участвовать в катализе. При использовании пропиточных концентрированных растворов устья пор могут быть забиты солями. Для равномерного покрытия желательно иметь мультипористый носитель с крупными транспортными порами и развитой внутренней поверхностью за счет мелких пор, ответвляющихся от транспортных. В результате активный компонент в каждом конкретном случае наносится до определенного оптимума, который зависит от размера пор. [c.122] В реальных пористых носителях существует сложная система пор переменного сечения. В процессе сушки при уменьшении объема раствора в результате испарения капиллярные силы вызывают перемещение жидкости, стремящееся выровнить кривизну всех менисков. [c.122] Здесь Иобщ — общий объем пор Со — начальная концентрация активного компонента. [c.123] При сильной адсорбции наносимого компонента скорость адсорбции, как правило, значительно превышает скорость диффузии. [c.123] Равномерного распределения активного компонента по зерну достигают, регулируя адсорбционный объем носителя. С этой целью либо вводят в носитель вещества, изменяющие его адсорбционный объем, либо в пропиточный раствор добавляют соединения, конкурирующие в процессе адсорбции с активным компонентом. [c.123] Здесь /ср — средняя длина пути диффундирующего компонента в поре, которую условно принимают равной радиусу зерна. [c.123] Катализаторы, предназначенные для работы в диффузионной и кинетической областях, должны обладать различными равномерностью и глубиной пропитки. Для катализаторов, работающих во внешнедиффузионной области, вероятно, более приемлем метод пропитки рассчитанным количеством раствора. [c.124] Здесь А — коэффициент, зависящий от различных параметров — вязкость пропитывающего раствора — эквивалентный радиус пор. [c.124] Естественно, что указанное уравнение может быть использовано в том случае, если имеются экспериментальные данные изменения А в зависимости от условий. [c.124] Здесь Цк—-вязкость раствора в капиллярах пористого тела Гщ—радиус молекул исследуемого вещества с учетом их ассоциации или сольватации в растворе Гор — средний радиус капилляра (поры) носителя. [c.124] Вернуться к основной статье