ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Железные катализаторы из "Синтезы органических соединений на основе окиси углерода" Железные катализаторы по сравнению с кобальтовыми обладают рядом преимуществ. Они активны и стабильны в широком интервале температур и давлений при различном отношении Hg СО в исходном газе, дешевые и легкодоступные, позволяют интенсифицировать в 10—20 раз процесс синтеза. [c.10] Невосстановленные осажденные железо-медные катализаторы имеют структуру геля окиси железа с малыми порами и большой поверхностью (до 300 м /г) [61, 78—80], а плавленые и спеченные— структуру магнетита [10, 80] с поверхностью менее 1 м г и поданным рентгеноструктурного анализа состоят из окислов РеО и ГеО-ГваОз [68]. Промоторы в сплаве распределены равномерно [66, 68], что, по-видимому, обусловлено образованием в процессе сплавления алюминатов, силикатов и, возможно, алюмосиликатов железа [66, 68, 81], которые частично растворяются в окислах железа, а частично концентрируются между зернами твердого раствора в виде кристаллов или аморфных слоев. По термомагнитным данным [82] твердый раствор с магнетитом образует также окислы щелочных металлов, хотя против этого свидетельствуют высокая степень покрытия поверхности щелочью (более 70 , ), легкость удаления ее из катализатора и независимость активности катализатора от порядка введения щелочи [10]. [c.12] Плавленые катализаторы восстанавливают водородом при 375—500° С в течение 25—60 час. [10,88—90] или при 1000° С в течение 1,5—6 час. [67—69, 91—93] при атмосферном или повышенном (до 10 атм) давлении. Пары воды и СОг отрицательно влияют на активность катализаторов [89]. В процессе восстановления при 450° С поверхность катализатора и объем пор растут линейно е увеличением степени восстановления до 80% 88]. При степени восстановления более 80% поверхность увеличивается быстрее, чем объем пор. Средний диаметр пор при температуре восстановления 450° С составляет 333 А, а при 500° С 830 А. Размер зерна катализатора в интервале 400—650° С не изменяется. Пористая структура возникает благодаря удалению кислорода из окислов железа [88, 90]. Чем выше температура, тем быстрее протекает восстановление. Поверхность восстановленных плавленых катализаторов составляет 5—20 м г [4, 88]. Промоторы, введенные в катализатор, стабилизируют структуру, возникаюш,ую при восстановлении, но не предохраняют от спекания. В ходе восстановления промоторы выходят на поверхность возникаюш их кристаллов а-Ге, в котором они не растворимы [68, 94]. В восстановленных образцах плавленых катализаторов обнаружены а-Ге, а-кварцит, 7-А120з и соединения типа андалузита. Активность спеченных катализаторов повышается при обработке горячей водой, по-видимому, вследствие удаления сернистых соединений и образования мелкодисперсной высокоактивной окиси железа при разложении ферритов [75, 76]. [c.13] Промышленные способы синтеза углеводородов из СО и Hg в присутствии Ге-катализаторов. В результате интенсивных исследований Fe-катализаторов разработан высокопроизводительный процесс синтеза углеводородов, осуществляемый различными технологическими способами (табл. 3) [75, 121—126]. Самый ранний из них — синтез в газовой фазе с использованием стационарных осажденных железо-медных катализаторов — малоэффективен. К его недостаткам относятся 1) низкая производительность из-за малой объемной скорости исходного газа, обусловленной трудностью эффективного отвода тепла реакции 2) узкий температурный интервал реакции 3) неравномерное распределение температуры и состава реакционной смеси по длине слоя катализатора, что приводит к его закоксовыванию и окислению парами воды 4) несовпадение расходного отношения СО Нг с отношением в исходном газе, что приводит к снижению теоретически возможного выхода продуктов синтеза. [c.14] При осуществлении синтеза в жидкой фазе применяют как стационарные [136, 137], так и суспендированные в масле осажденные и плавленые катализаторы [61, 131, 138—143]. Средой служат фракции продуктов синтеза с т. кип. 200—450 или 300— 450° С. Тепло реакции идет на нагрев и испарение легкой части циркулирующего масла. Осажденные катализаторы более активны, чем плавленые, но быстро разрушаются. Плавленые катализаторы работают без регенерации 2—3 мес. [c.15] Примечание. I — осажденный катализатор II — плавленый] катализатор типа катализаторов синтеза аммиака III — таблетированный катализатор из порошка стали. [c.16] Примечание. I — осажденный шелезо-медный катализатор II — плавленый катализатор. [c.18] Вернуться к основной статье