ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Твердые катализаторы из "Массопередача в гетерогенном катализе" Промышленные катализаторы представляют собой весьма разнообразные материалы, получаемые различными способами. Многочисленные катализаторы или пористые тела, являющиеся объектами фундаментальных лабораторных исследований, выбираются не столько по активности или механической прочности, сколько исходя из простоты и однородности их пористой структуры. Поэтому они зачастую не представляют интереса е точки зрения промышленного применения. [c.33] Размер гранул промышленных катализаторов определяется спецификой процессов, в которых они используются. Для процессов в стационарном слое обычный размер частиц составляет от 1,6 до 12 мм. Диффузионное сопротивление пористой гранулы возрастает с увеличением ее размера, и крупные внутренние норы становятся менее эффективными. Поэтому гранулы размером более 12 мм часто изготавливают с отверстиями или формуют в виде колец. Гранулы размером менее 1,6 мм могут создавать чрезмерное гидравлическое сопротивление и быть недостаточно прочными. Кроме того, производство таких гранул сложно. [c.34] В реакторах с кипящим слоем для хорошего псевдоожижения желательно иметь определенное распределение частиц по размерам. Последнее обычно задается фракционным составом исходного катализатора или создается в результате значительного истирания катализатора при нормальной его работе в условиях высокой турбулентности. В таких катализаторах обычно присутствуют частицы размерами 20—300 мкм, в среднем около 50—75 мкм. Более мелкие частицы легко уносятся из реактора, а с более крупными получается плохое качество псевдоожижения. [c.34] Типичный диаметр зерен для реакторов с суспендированным катализатором 75—200 мкм. Более мелкие частицы с трудом отделяются осаждением или фильтрацией при работе с более крупными возникают затруднения при суспендировании эффективность их на единицу массы может быть понижена. [c.34] Простейший и широко распространенный способ производства катализа торов заключается в пропитке носителя соответствующим раствором с последующей сушкой и той пли иной термической обработкой. Структура нор готового катализатора в этом случае практически совпадает со структурой пор носителя. [c.34] Концентрация активного компонента в таких катализаторах обычно уменьшается к центру гранулы. Степень однородности зерна катализатора зависит от адсорбционных свойств носителя и способа пропитки. Так, пропитка из спиртовых растворов может дать существенно иное распределение концентраций, чем пропитка из водных растворов. [c.34] При сушке пропитанного катализатора происходит испарение растворителя с внешней поверхности гранулы. К последней он поступает под действием капиллярных сил, и при испарении растворенное вещество отлагается близ поверхности. [c.34] Если активный компонент дорог (платина, палладий), то иногда целесообразно наносить его на гранулу в виде тонкой концентрической нленки при условии, что скорость реакции высока и роль внутренней части гранулы мала. Селективность сложных реакций обычно сильно снижается при наличии значительных градиентов концентраций внутри пористого катализатора (низкий коэффициент эффективности). Сосредоточение активного компонента в тонком наружном слое позволяет устранить эти затруднения при сохранении удобных для работы размеров гранул. [c.34] Различные промышленные катализаторы получают осаждением из водных растворов (иногда в присутствии тонкоизмельченных порошкообразных носителей) с последующим обезвоживанием и сушкой. Полученный при этом твердый порошок обычно смешивают со связующим веществом и рмазкой. Метод осаждения обычно дает равномерное распределение активного компонента в грануле катализатора. Смесь формуют в виде таблеток или колбасок, гранулы подвергают термической обработке или активации , которая преследует несколько целей. Обычно необходимо разложить неорганические соли (нитраты, карбонаты) с образованием соответствующих окислов. В большинстве случаев при этом образуются тонкие открытые норы, что приводит к увеличению общей поверхности. При термообработке выгорают такие нежелательные компоненты, как органические связки и формовочная смазка. [c.34] Иногда необходимо частичное спекание катализатора для увеличения его прочности. Чрезмерное спекание при слишком высоких температурах может уменьшить эффективный коэффициент диффузии (см. например, табл. 1,11). [c.34] Термообработку целесообразно проводить при температуре, по меньшей мере равной максимальной температуре применения катализатора. При этом создается стабильная структура готового катализатора. [c.34] Вернуться к основной статье