Поры пористость структура

Для увеличения отбора светлых нефтепродуктов из нефти ряд установок каталитического крекинга на некоторых нефтеперерабатывающих заводах переведен на переработку тяжелого сырья — вакуумного газойля. В связи с этим возникла необходимость улучшения регенерационной характеристики алюмосиликатного катализатора, так как при работе на тяжелом сырье регенерационная характеристика катализатора с тонкопористой структурой ухудшается. Необходимо, чтобы катализатор был широкопористым, т. е. в нем преобладали крупные поры радиусом 40—50 А и более. Широкопористый катализатор по сравнению со стандартным алюмосиликатным катализатором имеет более низкую насыпную плотность, меньшую удельную поверхность (250—300 м г) и увеличенный размер пор. Пористая структура алюмосиликата зависит от глубины синерезиса чем глубже синерезис, тем меньше насыпная плотность и больше ширина пор. Скорость синерезиса возрастает с повышением температуры и увеличением pH золя и среды. [c.89]

Для элементов слоя из непористого материала определение Хт трудностей не представляет. Для пористых материалов необходимо учитывать теплопроводность среды, заполняющей поры и структуру пор. Отличие пористых тел от зернистых засыпок состоит в том, что твердая фаза здесь является сплошной, а газовая или жидкая может быть дисперсной. На коэффициент теплопроводности пористого тела Хтэ влияет как внутренняя пористость, так и средний диаметр пор, Точнее, отношение этой величины к длине свободного пробега молекул газа, заполняющего поры [3, 18]. [c.107]

Коэффициент пористости одинаков для геометрически подобных сред он не характеризует размеры пор и структуру порового пространства. Поэтому для описания пористой среды необходимо ввести также некоторый характерный размер порового пространства. Существуют различные способы определения этого размера. Естественно, например, за характерный размер принять некоторый средний размер порового канала с1 или отдельного зерна пористого скелета. [c.12]

На основе анализа изменений пористой структуры (табл. 3.3) высказано предположение, что при внесении больших количеств металлов избыток их откладывается в виде кристаллитов в порах, в результате чего происходит закупорка мелких пор. Это предположение подтверждается изменением преобладающего радиуса микропор, равного для носителя 8 нм, а в катализаторах с ростом содержания активных металлов смещается в сторону больших значений для КГ-5 составляет 9,2 нм, для КГ-9 - 12,6 нм. Содержание кристаллитов металлов в макропорах носителя, имеющих радиус более 100 нм, приводит к смещению их в сторону меньшего размера пор, что и обуславливает, по-видимому, возрастание объема пор с радиусом 10-100 нм и, в конечном итоге, несколько снижает объем макропор. [c.102]

Известны варианты использования катализаторов с различной пористой структурой путем послойной их загрузки [пат. Англии 2073770, США 4306964], смешением различных катализаторов [пат. США 3870623 ], созданием двухреакторной системы с использованием в реакторах катализаторов, различающихся структурой [пат. США 3830728, 4212729, Франции 2482126]. Размещение более широкопористого катализатора в первом по ходу сырья слое позволяет улучшить селективность работы загрузки катализатора. В первых слоях идет, в основном, конверсия высокомолекулярных металлсодержащих соединений с адсорбцией металлов, а в последующих слоях идут реакции сернистых соединений. Разность в поровой структуре катализаторов может быть весьма значительна. Например [пат. США 4306964], в первом слое может быть загружен катализатор основной объем пор которого приходится на поры 10-20 нм,, а в последнем 3-8 нм. Такие системы предлагаются для гидрообессеривания остаточного нефтяного сырья с высоким содержанием металлов. [c.108]

Характер изменений в пористой структуре в различной степени отработанных катализаторов наглядно показан и при изучении параметров диффузии набором углеводородов от нонана до мезитилена в присутствии различных растворителей [112]. При переработке остаточного сырья коэффициент диффузии углеводородов существенно уменьшается в результате блокировки пор отложениями металлов и углерода. Объем микропор (радиусом 2-3 нм) уменьшается в 5-10 раз, а средних пор (радиусом 5-30 нм) уменьшается примерно в два раза. [c.140]

Сравнение параметров пористой структуры свеи его и отработанного в различных условиях катализатора показывает, что в процессе работы он уплотняется, причем содержание тонких пор снижается, очевидно, за счет спекания, а содержание пор радиусом 2,0—4,0 нм возрастает. В результате такого перераспределения пор но радиусам происходит уменьшение удельной поверхности. [c.232]

Процессы мокрой обработки предопределяют адсорбционную способность и пористую структуру силикагелей. Они включают стадии синерезиса, кислотной обработки и обезвоживания. Большое влияние на структуру силикагелей оказывают условия созревания гидрогелей. Одним из методов регулирования структуры силикагелей является изменение глубины созревания их гидрогелей. Гидрогели, не претерпевшие синерезиса, образуют более тонкую структуру, чем вполне созревшие. С увеличением степени созревания гидрогелей, сформованных в нейтральной среде, наблюдается повышение адсорбционной снособности по бензолу. Насыпная плотность при этом уменьшается, но резко увеличиваются пористость и объем пор. В соответствии с этим сформованный гидрогель выдерживают в промывочном чане 1,5—2 ч в тех условиях, в которых он был сформован, т. е. в нейтральной формовочной воде. В течение этого времени происходит дальнейшее уплотнение мицелл (вторичная коагуляция) с образованием крупных агрегатов, сопровождающееся сокращением скелета гидрогеля и выделением из него интермицеллярной жидкости. От вторичной коагуляции зависят размеры образующихся агрегатов. [c.117]

Отношение объема пор к полному объему тела равно (при принятой структуре пор) пористости материала, равной, в свою очередь, введенному выше удельному сечению пор Й. [c.100]

Стратегию принятия решений при поиске оптимальной пористой структуры катализаторов необходимо строить с учетом важнейших качественных закономерностей, определяющих взаимосвязь между активностью катализатора и характером строения его пор. Нанример, при низкой удельной активности рекомендуется попользовать катализаторы с монодисперсной структурой и развитой внутренней поверхностью. Для катализаторов с высокой удельной активностью при низких и средних давлениях следует стремиться к созданию бидисперсной структуры, сочетающей наличие узких и широких пор. Широкие поры призваны обеспечивать перенос реагирующих веществ вглубь зерна и более полное использование внутренней поверхности катализатора с развитой системой узких пор. [c.119]

Имеется большое количество и более простых глобулярных моделей модель пор между круглыми дисками описывает пористые среды, состоящие из пластинчатых элементов модель пор между многогранниками — пористые среды с поликристаллическим каркасом модель щелевидных пор — первичные поры в кристаллических сростках слоистого строения. Пористость гелей УаОз и У0, пористая структура 7-А]20д, бумаги и матерчатых [c.128]

На первом уровне рассматриваются процессы, протекающие в единичном структурном элементе — поре — с учетом ее реальных геометрических характеристик и их влияния на процессы переноса. Элемент характеризуется коэффициентами переноса, константами скорости химических реакций, адсорбции, энергиями активации, условиями возникновения межфазных границ и т. д., для него должны быть определены внешние условия — температура, давление, концентрации исходных веществ и продуктов и др. В средах с неоднородной пористой структурой, характеризующейся распределением пор по размерам, учитывается также влияние неравномерности распределения размеров пор на характер протекающих в них процессов. [c.141]

На втором уровне иерархии рассматриваются процессы в представительном э.ф.о. пористой среды. Целью рассмотрения процессов в представительном объеме является нахождение средних характеристик (эффективных коэффициентов переноса, эффективных констант скорости химических превраш ений) и их взаимосвязи в зависимости от структурных характеристик пористой среды и значений макропеременных. Получение средних значений характеристик может быть осложнено существенной неоднородностью пористой структуры, характеризуемой в пределах каждого масштаба неоднородности своим дифференциальным распределением пор по размерам. Плотность распределения / (г) определяется так, что произведение / г)йг дает относительное число пор радиусом от г до г + < г. Распределение нормировано [c.142]

Для сред с дискретным распределением пор, например, некоторых видов катализаторов, характеризующихся бидисперсной пористой структурой (рис. 3.4), возможно выделение представительного объема второго уровня. Статистическое рассмотрение процессов в представительном объеме второго уровня позволяет, во-первых, учесть влияние на ход процессов специфических геометрических факторов пористой среды, исходя из той или иной геометрической модели, и, во-вторых, принять решение о допустимости квазигомогенного приближения или необходимости применения иного подхода к макроскопическому описанию процессов. [c.142]

Стохастическая капиллярная модель [70]. Постулируется, что поры гранулы являются цилиндрическими капиллярами, радиусы которых изменяются в априори установленных пределах. Причем капилляры распределены в грануле случайным образом. Задается плотность распределения координат капилляров внутри гранулы, которая построена на основе функции распределения объема пор по их радиусам. Данная модель является достаточно надежной и позволяет описать пористые структуры многих катализаторов и сорбентов. [c.149]

Итак, располагая набором приемов и подходов к построению математической модели каталитического процесса на зерне катализатора с учетом возможных вариантов геометрического строения его пор, можно приступать к реализации стратегии принятия решений для синтеза адекватной структуры модели процесса, идентификации ее параметров и выбора оптимальной пористой структуры зерна катализатора. Как видно, исходный объем правил, рецептов и знаний настолько велик, разнообразен и сложен, что оптимальная реализация стратегии принятия решений в этих условиях не может быть осуществлена без привлечения машинных способов переработки информации. [c.162]

Значение т)д зависит от формы и ориентации пор в мембране. Так, для мембраны с хаотической пористой структурой т1д = 7з и [c.107]

Влияние свойств пористого слоя на скорость фильтрования нередко выражают посредством параметров, определяющих его структуру, в частности эквивалентного размера пор, пористости слоя, удельной поверхности и щероховатости частиц. С этой целью принимают идеализированные модели пористого слоя, например модель цилиндрических капилляров. Однако в настоящее время принципы построения моделей пористых сред требуют уточнения [24]. Так, следует отметить, что способы определения параметров пористых сред адсорбцией, капиллярной конденсацией, ртутной поро метрией, электронной микроскопией нередко приводят к разным результатам, причем одни параметры модели и объекта могут совпадать, а другие различаться. Использование идеализированных моделей пористых сред не способствует лучшему пониманию процесса фильтрования, а все параметры, характеризующие пористую среду, в конечном счете приходится объединять в один, находимый экспериментально параметр, называемый коэффициентом проницаемости или удельным сопротивлением. К сказанному надлежит добавить, что отмечено шесть типов укладки моно-дисперсных шарообразных частиц в слое, причем форма пор, влияющая на гидродинамику слоя, различна для разных типов укладки [39]. [c.24]

Выбор пористой структуры катализатора, особенно в условиях переработки сырья утяжеленного фракционного состава и с высоким содержанием серы, имеет существенное значение отмечается важность наличия пор крупного диаметра преимущественно от 100 до 1000 А и более [70,71]. [c.17]

Пористая структура ионитов сказывается на их каталитической активности в основном через явления внутренней диффузии. Однако применительно к ионитам, видимо, надо различать диффузию в порах ионита и диффузию в массе полимера. Диффузия в порах ионита, совершенно аналогична диффузии в порах прочих катализаторов и подробно описана в главе III. [c.39]

Для каждого процесса может быть подобрана некоторая оптимальная пористая структура зерен катализатора, определяемая соотношением скоростей химических превращений и диффузий веществ, участвующих в данном процессе. Для реакций с участием веществ малого молекулярного веса, ведущих в условиях реакции к стабильным целевым продуктам, целесообразно применять катализаторы с большой удельной поверхностью и, следовательно, с сильно развитой системой пор малого диаметра. Повышение молекулярного веса реагентов или продуктов реакции приводит к понижению скорости их диффузии, вследствие чего для проведения быстрых реакций требуются более широкопористые катализаторы, поверхность которых обычно невелика. [c.175]

После выбора температуры в реакторе или на отдельных его участках можно приступить к определению оптимального значения параметра пористой структуры катализатора (в нашем случае радиуса пор). Задача заключается в том, чтобы нри заданной температуре определить такое значение радиуса пор ( ), которое обеспечивало бы максимально развитую внутреннюю поверхность катализатора при условии, что реакции протекают во внутрикинетическом режиме. [c.191]

Существенное влияние на пористую структуру ксерогелей может оказать величина поверхностного натяжения межмицеллярной жидкости в период синерезиса геля. Так, Топчиевой с сотрудниками [42] было показано, что вытеснение воды в алюмосиликагелях бутанолом или пентанолом, имеющими меньшую величину поверхностного натяжения, дает возможность получить широкопористые гели (диаметр пор примерно 100 А) при сохранении большой удельной поверхности (400 м /г). [c.195]

В ряде случаев пористая структура катализаторов зависит от фазового состава первоначально получаемого геля. Так, удельная поверхность и пористость активной окиси алюминия зависят от фазового состава исходной гидроокиси. Окись, полученная из байерита, имеет большую удельную поверхность и гораздо меньший диаметр пор, по сравнению с окисью, полученной из бемита. [c.195]

В гетерогенном катализе на твердом катализаторе промежуточное химическое взаимодействие реактантов с катализатором осуществляется лишь на его доступной для молекул реагирующих веществ так называемой реакционной поверхности посредством адсорбции. Удельная реакционная поверхность гетерогенного катализатора определяется его пористой структурой, то есть количес — твом, размером и характером распределения пор. [c.85]

Физическая адсорбция, хотя и не играет peшaюп eй роли в гетерогенном катализе, тем не менее она полезна как средство для исс едования пористой структуры твердых тел. Она удобна для определения удельной поверхности, формы и размеров пор, наличия закрытых пор и других деталей геометрического строения пористых кат.ализаторов и носителей, особенно в сочетании с электронной микроскопией и ртутной порометрией. [c.87]

Иногда для исследования пористой структуры катализаторов применяют электронную и оптическую микроскопию или рентгепоструктурный анализ Однако эти методы имеют крайне ограниченную разрешающую способность и поэтому их используют только при исследованиях либо весьма крупных пор, либо ультрапор, что не характерно для большинства типов катализаторов. [c.96]

Известно, что гетерогенные каталитические процессы включают стадии переноса реагирующих веществ к поверхности частиц катализатора, диффузию реагирующих веш,еств в порах катализатора и продуктов реакции в об- )атном направлении. Эффект каталитической роакции, выход полезного продукта и длительность службы катализатора зависят от скорости указанных стадий процесса, сопровождающих химическое превращение веществ [9, 101, а следовате.иьыо, от характера пористой структуры катализатора. [c.227]

Необходимо отметить такию меньшую стабильность каталитической активности широкопористого катализатора, что, по-видимому, можно объяснить меньшей механической прочностью скелета гел>г (табл. 13). Абсолютная активность тонкопористого катализатора нил е, чем у широкопористого, что, вероятно, обусловлеРЕО недоступностью части пор да/ке для молекул легкого сырья. Оптимальным для крекирования керосииогазойленьсх фракций является катализатор, имеюш ий пористую структуру типа катализатора № 3 с максимальным содержанием пор радиусом до 2,0 нм. [c.230]

На эффективность катализатора существенно влияет возможность доступа к внутренней поверхности. Она различна для молекул разных размеров и зависит от скорости диффузии молекул через поры катализатора к его поверхности. При выборе катализатора важно правильно подобрать его структуру, позволяющую достигнуть мшеи-мального соприкосновения катализатора с реагирующими молекулами. Пористая структура катализатора влияет не только на выход продукта, но и на его хил ический состав. Например, при использовании тонкопористых катализаторов выход газа значительно больше, чем при работе с широкопористыми, — увеличивается распад бензиновых молекул, проникающих в поры и адсорбирующихся в них, поэтому тонкрпористые катализаторы труднее регенерируются. [c.17]

В процессе сушки химические реакции не протекают, а процесс помутнения, наблюдаемый во втором периоде, объясняется удалением влаги из пор шариков с заменой ее воздухом. Особенно важное значение имеет конец сушки (период пропарки), когда происходит диффузия водяного пара из внутренних пор шариков через капиллярные отверстия к поверхности. Жидкость при движении в частично обезвоженной структуре шариков оказывает расклинивающее действие на стенки капилляров, по которым опа перемещается капиллярное давление достигает десятков атмосфер. Столь значительные напряжения могут вызвать появление трещин, поэтому быстрая сушка в этот период опасна. Пропитка шариков перед сушкой растворами поверхностно-активных веществ, снижающими поверхностное натяжение выделяющейся жидкости, способствует снижению интенсивности капиллярного движения в пористой структуре шариков во время сушки и тем уменьшает напряжения. Применение растворов высокоэффективных нейтрализованных контактов вызывает незна- [c.66]

Условия синерезиса магнийсиликатного гидрогеля определяют пористую структуру катализатора, его активность и физико-химические свойства. Стадия синерезиса приводит к увеличению удельного объема пор и уменьшению насыпной плотности, а также к повышению активности алюмомагнийсиликатного катализатора. Скорость и глубина синерезиса зависят от содержания сухого вещества в свежесформованном гидрогеле, от температуры и pH среды, в которой протекает процесс, и от продолжительности процесса. Повышенпе температуры вызывает увеличение радиуса [c.94]

Как уже упоминалось, на свойства катализатора значительно в.лияет его пористая структура. Оптимальная структура пор зависит, например, от экзотермпчпости реакции и размеров молекул реагентов. Пористая структура может изменить как активность, так и селективность. Из-за неправильного выбора пористой структуры катализатора в некоторых реакциях селективного окисления можно потерять до 10% селективности вследствие протекания нежелательных гомогенных газофазных реакций в больших норах. Кроме упомянутых способов регулирования пористой структуры, используют прокаливание при высоких температурах для закрытия пор п обработку паром для увеличения их диаметра. Добавляя к катализатору перед его прокаливанием различные количества связующего, можно варьировать размеры пор, которые образуются в результате удаления связующего прп прокаливании. [c.124]

Такая модель описывает пористые сажи, аэрозоли, аэрогели, ксерогели с аморфными частицами, причем в ряде случаев модель может быть существенно упрощена при незначительном разброса размеров частиц [20]. Для изометрических частиц, имеющих форму, мало отличающуюся от шарообразной, модель может быть скорректирована с учетом фактора формы частиц или фактора формы пор если она применяется в обращенном варианте — для описания ячеистой пористой структуры. Для глобулярных пористых и сыпучих сред, состоящих из частиц различной произвольной формы, аналитическое представление приведенной статистической модели связано со значительным матемагическими трудностями [21]. [c.128]

Описание физико-химических явлений, составляющих гетерогенно-каталитический процесс в порах катализатора, опирается на рассмотренную классификацию геометрических моделей пористых сред, в частности на иерархичность их строения, в которой выделяются несколько уровней организации пористой структуры 1) молекулярная и субмолекулярная структура катализатора — плотность и характер расположения активных центров, дефектов кристаллической решетки, кристаллическое строение, состояние поверхности 2) поровая структура — форма нор, связность порового пространства, суммарная внутренняя поверхность, распределение пор по размерам 3) зерновой (гранулометрический) состав катализатора — текстура катализатора, форма частиц катализатора, распределение зерен по размерам и по объемам [c.139]

Так, для определения оптимальных параметров пористой структуры можно предложить следующую последовательность расчетов. Целесообразно начинать расчет, ориентируясь на биди-сперсную структуру. Если расчеты имеют предварительный характер, то их можно выполнить безотносительно к технологии изготовления катализатора. Если при расчете ориентироваться на определенную технологию формирования гранул, то необходимо учитывать взаимосвязь между пористостью и средним радиусом пор, образующихся при формировании гранул. Пористость и средний радиус пор первичной структуры определяются технологией приготовления порошка, исходного для формирования гранул. Параметром оптимизации является относительная пористость X = е /е (ё — пористость узких пор, г — пористость катализатора). [c.168]

Постановка задачи идентификации. Процесс адсорбции реагентов на катализаторах принято рассматривать протекающим в 4 стадии диффузия в объеме газовой фазы диффузия из объема газа к внешней поверхности катализатора диффузия внутри пор катализатора диффузия из объема поры к внутренней поверхности (обратимая адсорбция на активных центрах [56, 57]). Такому упро-щеннохму механизму соответствует математическое описание процесса адсорбции в зернах катализатора, модель пористой структуры которого предлагается квазигомогенной, в следующем виде [c.212]

Технология получения капиллярно-пористых стеклянных мембран складывается из нескольких последовательных операций формования капилляров из щелочеборсиликатного стекла и кислотной обработки, в процессе которой удаляется одна из составляющих стеклофаз, а оставшийся пористый каркас состоит в основном из ЗЮг. Путем вариации режимов термической и химической обработки можно получать мембраны различной пористой структуры с порами размером от 2,0 до 100 нм (1000 А). [c.74]

Пористая структура и размеры зерна катализатора через, диффузионные явления, прежде всего влияют на активность и избирательность катализатора. Эти вопросы рассматривались в главе III. Однако структура катализатора влияет не только на эти свойства. Она определяет в значительной мере механическую прочность катализатора и тем влияет на егодолговечность. Скорость зауглероживания катализатора и скорость регенерации, также зависят от структуры пор катализатора. Форма и размер зерен определяют и - гидравлическое сопротивление слоя катализатора и следовательно энергетические затраты на транспорт потока. В отношении активности и селективности катализатора и сопротивления слоя можно в более или менее строгой форме применять теоретически обоснованные методы оптимизации структуры и формы, в отношении же остальных свойств, на которые влияют структура и форма, приходится применять названные выше методы эмпирической оптимизации или расчетного сравнения отдельных вариантов. [c.189]

Структура пор катализатора, а следовательно, и величина его удельной поверхности формируется на разных этапах приготовления катализатора и различным путем, в зависимости от типа катализат ора. Для распространенных гелевых катализаторов и носителей регулирование структуры пор осуществляется либо на стадиях осаждения, промывки и прокалки, либо путем специальной гидротермальной обработки. Установлено [36, 37], что увеличению пористости силикагеля способствует pH > 7 при осаждении и щелочная реакция промывных вод. Этими же работами установлено, что повышение температуры прокаливания свыше 600° С приводит к уменьшению удельной поверхности силикагеля и сокращению диаметра пор. Ряд аналогичных исследований проведен для алюмосиликагеля [38, 39 ] и алюмохромогеля [40 ]. Варьирование условий осаждения в отношении pH растворов, их концентрации, скорости осаждения и времени вызревания осадков, а также температуры осаждепи дает возможность путем изменения величины кристаллитов изменять пористость катализаторов, получаемых из кристаллических осадков. Исследованиями Кагановой с соавторами [41] показано для силикагелей и алюмосиликагелей, что наблюдаемые зависимости пористости готового катализатора от pH среды, температуры сушки, а также содержания окиси алюминия сводятся к взаимосвязи пористой структуры геля со степенью его синерезиса. Гели с равной степенью синерезиса, т. е. с равными отношениями количества воды к количеству окислов, имеют одинаковую пористую структуру. [c.195]

Ирокаливание — одна из катализаторов. При прокаливании циации, получается собственно активное вещество катализатора и происходит ею упрочненпе и окончательно формируется их пористая структура. Условия прокаливания (температура, время, сырье) в значительной степени определяют средний диаметр пор и величину поверхности полученной контактной массы. Прокаливание обычно проводят при температурах равных илп выше температур проведения каталитической реакции. [c.196]

Все адсорбенты обладают пористой структурой. Однако размеры пор у адсорбентов различны от микропор, характерных для цеолитов и некоторых активированных углей, которые соизмери- [c.257]

Анализируя результаты расчета относительного объема проточных (/о) и тупиковых (1—/о) нор, интересно отметить значительное превышение величин (1—/о) над значениями доли тупиковых пор, полученными в работе [40] с использованием радиоиндика-торного метода. Превышение значений (1—/о) можно объяснить не только различиями в пористой структуре использованных материалов, но также и тем, что методика применения ионной метки, по-видимому, не исключает возможности проникновения меченых частиц в тупиковые поры межгрануляторного пространства, что могло привести к завышенным расчетным значениям объема водопроводящих каналов. [c.402]