Катализаторы исследования и выбор

Большой класс испытаний связан с выбором типа ТЭ и ЭХГ и включает исследования множества частных проблем, таких как выбор топлива и окислителя, выбор, оценка и улучшение свойств катализатора, разработка электродов и их исследование, выбор электролита, конструкции ячеек, ТЭ, модулей и ЭХГ, выбор оптимальной области рабочих параметров. [c.403]

Равновесие сероводорода с каталитическими веществами является важнейшим направлением исследований при создании новых катализаторов для переработки угля. Стехиометрический состав сульфида зависит от парциального давления сероводорода [9, с. 147] изменение последнего в зависимости от условий, вероятно, влияет на каталитическое действие. Поэтому термодинамические данные об образовании сульфидов имеют решающее значение при выборе новых потенциальных катализаторов. Исследования в этой области должны предусматривать возможность частичного сульфидирования ряда соединений, особенно оксидных систем, так как вероятно, что оксисульфиды образуются в любой системе переработки, где используется окислительная регенерация. [c.220]

Наиболее важным вопросом, возникающим перед проведением кинетических опытов, является вопрос о методе исследования. Выбор метода может зависеть от особенностей изучаемой реакции, условий проведения эксперимента, количества исходных веществ, имеющихся в распоряжении, активности катализатора и тех специфических задач, которые необходимо разрешить. [c.513]

Глубина гидроочистки зависит от давления водорода, температуры, объемной скорости подачи сырья и эффективности применяемого катализатора. Исследованию взаимозависимости этих показателей от состава сырья с целью выбора оптимальных катализаторов и условий процесса посвящены работы [158, с. 31-39 215 223-227 и др.]. В качестве катализаторов гидроочистки твердых парафинов применяют преимущественно оксиды и сульфиды металлов, таких как молибден, никель, кобальт, палладий, рений и другие, на различных носителях. Промышленные процессы гидроочистки твердых парафинов характеризуются высокой производительностью, низкими эксплуатационными затратами, простотой обслуживания и высоким выходом очищенного парафина необходимого качества. [c.143]

Одной из важнейших проблем при изучении дезактивации катализаторов является выбор, а в необходимых случаях и разработка методики экспериментальных исследований, проводимых с целью определения механизма дезактивации, построения адекватной математической модели и определения оптимального режима управления процессом. Проблемы экспериментального изучения процессов с дезактивацией катализаторов, их регенерации почти не рассмотрены в данной книге. [c.8]

В статье Нортона и Мосса [36] дан прекрасный пример того, как импульсный метод можно использовать для быстрой оценки активности катализаторов и выбора наилучших рабочих условий микрореактора. Авторы проводили исследование на примере реакции окислительного дезалкилирования алкилароматических углеводородов. Микрореактор представлял собой трубки из нержавею-щ ей стали длиной 40 см, диаметром 0,63 см и толщиной стенок примерно 0,89 мм. В каждом эксперименте использовали 6,5 мл катализатора, измельченного до 30—60 меш и утрамбованного путем вибрации для получения равномерной набивки. Микрореактор помещали в специальный нагреватель и соединяли с газовым хроматографом. В качестве газа-носителя использовали воздух и различные смеси кислорода с азотом. Пробы вводили с помощью калиброванных емкостей от 1 до 10 мкл. Состав продуктов и их степень превращения определяли по хроматограммам. Для наилучших катализаторов, отобранных в результате эксперимента, с помощью статистических методов оценки оптимальных выходов химических реакций была изучена зависимость выходов продуктов и степени превращения от параметров реакции. [c.51]

Успешное осуществление количественного гидрирования двойной связи С = С зависит от конструкции прибора и главным образом от выбора катализатора и метода подготовки его. Кроме того, во избежание нежелательных побочных реакций и отравления катализатора исследованию должно подвергаться чистое индивидуальное соединение, а для гидрирования можно применять только очень чистый водород. [c.273]

В последние годы вновь активизировались исследования гетерогеннокаталитической дегидроциклизации пиперилена. В отличие от прежнего подхода [33, 34], сейчас основное внимание уделяется разработке оптимального способа приготовления катализатора и выбору условий реакции. Это позволяет осуществить дегидро- [c.14]

На стадии лабораторных исследований проверяются основные предположения, сделанные на этапе поиска изучаются условия протекания реакций, кинетика реакций, выход продукта на сырье, выбор растворителей, катализаторов и т. д. Большое значение на этом этапе приобретают методы статистики. Они 16-14 233 [c.233]

Крекинг-процесс предъявляет строгие требования к свойствам катализатора. Катализатор должен обеспечить не только требуемые выходы продуктов, но также и удовлетворительное качество их. Он должен противостоять действию высокой температуры при регенерации, а также обладать достаточной устойчивостью к истиранию как в процессе крекинга, так и при регенерации. Катализатор, кроме того, должен обладать определенным сочетанием химических и физических свойств. Эти требования ограничивают выбор материала, который может быть использован в качестве катализатора крекинга. Из большого числа исследованных катализаторов лишь немногие имеют требуемые свойства и, кроме того, недороги в производстве. С точки зрения сырья, используемого для приготовления катализаторов, последние делятся на два класса естественные и синтетические. В качестве естественных катализаторов могут быть использованы природные бентонитовые глины [11, 12] типа монтмориллонита и другие природные алюмосиликаты, такие как каолин и галлуазит. Синтетические катализаторы могут быть приготовлены из окиси кремния в комбинации с окисями алюминия, циркония или магния. Химия производства катализаторов обоих типов очень сложна и здесь обсуждаться не будет. Большинство катализаторов каталитического крекинга различаются по их активности и стабильности и при сравнимой активности обеспечивают лишь незначительные различия в распределении и качестве продуктов крекинга. В табл. И приводится сравнение действия катализаторов синтетического алюмосиликатного шарикового, двух типов природных глинистых и синтетического катализатора из окисей магния и кремния. [c.154]

Конечной целью исследований каталитических процессов является разработка рациональных методов выбора наилучшего катализатора для каждой конкретной реакции. По-видимому, катализатор всегда участвует в реакции, образуя более или менее устойчивые промежуточные соединения, которые в свою очередь участвуют в дальнейших реакциях или разлагаются с образованием непосредственно конечных продуктов. Поэтому поиск нового катализатора можно начать с таких веществ, относительно которых можно предполагать, что они будут давать с реагентами промежуточные соединения. Однако вряд ли этот выбор будет окончательным, поскольку изучение катализа полно неожиданностей и промежуточное взаимодействие может быть слишком незначительным и скоропреходящим. [c.311]

Исследования и усовершенствования катализаторов, по-видимому,—непрекращающийся и бесконечный процесс. Даже незначительное снижение рабочей температуры или давления, или увеличение выхода продукта и улучшение его качества могут дать крупный экономический эффект в промышленном масштабе. Основные свойства катализаторов и некоторые принципы, которыми руководствуются в настоящее время при выборе катализаторов для конкретных химических реакций, были рассмотрены выше. Хотя ценность руководящих научных принципов все возрастает, однако до сих пор эффективный катализатор является в большой мере произведением искусства и значительная часть вдохновляющих идей должна черпаться из данных практики. [c.323]

При разработке катализаторов приходится решать задачи двух типов. Задачи первого типа состоят в подборе нового (для данной реакции) активного компонента катализатора. Задачи второго типа заключаются, в совершенствовании катализатора с известным активным компонентом. Они на практике встречаются несравненно чаще, чем первого. Действительно, выбор активного компонента катализатора того или иного химического процесса, как правило, предопределен результатами выполненных ранее сравнительных исследований практически всех перспективных в этом отношении веществ. Неожиданное обнаружение неизвестного ранее вещества, обладающего большей каталитической активностью, чем известные активные компоненты катализаторов данного типа, является теперь относительно маловероятным событием. [c.4]

Широкие исследования окислительного дегидрирования углеводородов были начаты в 1960—1961 гг., о чем свидетельствует появление сравнительно большого числа патентов, посвященных выбору наиболее эффективных катализаторов процесса. [c.682]

При выборе катализаторов необходимо также учитывать доступность сырья и простоту технологической схемы производства катализатора. Анализ литературных данных, а также предварительных исследований свидетельствует о том, что перечисленным требованиям вполне удовлетворяют синтетические алюмосиликаты [1—8]. [c.208]

Первым этапом исследования любого каталитического процесса является выбор катализатора. Несовершенство общей теории катализа не позволяет предсказать априори оптимальный состав промышленных катализаторов для разрабатываемых процессов, и поэтому поиск их необходимо осуществлять с использованием статистических методов. [c.20]

Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что точность оценивания параметров повышается с увеличением радиуса гранул адсорбата и возрастанием объемных скоростей газа-носителя. При увеличении констант скорости адсорбции и адсорбционно-десорбционного равновесия Ка необходимо увеличивать продолжительность подачи импульсов и время между измерениями выходных концентраций реагентов. Необходимо отметить, что удачный выбор временных промежутков между измерениями концентраций Ai позволяет значительно повысить точность определения параметров моделей кинетики адсорбции. Заметим, что влияние различных факторов на точность оценок рассчитывалось при радиусе гранул адсорбата = 2,5 мм, что соответствует радиусу зерна катализатора широкого класса и объемной скорости W = = 1,57 мл/с [69, 24]. [c.218]

Исследование хи шко-технологического процесса завершается поиском оптимальных условий его осуществления. В лабораторных исследованиях и при управлении — это подбор состава смеси, добавок к ней, катализаторов, режимных параметров при проектировании — это выбор допустимого масштабного перехода и оптимальной конструкции технологического оборудования. При решении этих общих задач приходится иногда использовать поиск оптимума и на вспомогательных этапах, главным из которых является наилучшее определение кинетических и термодинамических параметров процесса. [c.175]

При выборе исходных компонентов можно пользоваться методом распознавания, облегчающим анализ литературных данных. После выбора компонентов возникает задача исключения части из них и определение оптимального соотношения остальных. Для решения этой задачи эффективно применение симплекс-решет-чатых планов. Симплекс-решетчатый план позволяет дать оценку каталитической смеси п компонентов, реализовав (1/2)(п—1)х X (п—2) композиций, но его применение следует рассматривать лишь как первый этап определения оптимального состава, поскольку сравнение производится при фиксированных (и не обязательно оптимальных) условиях приготовления и испытания. Уже на этой стадии целесообразно использование данных ранее выполненных кинетических исследований для придания катализатору эффективной пористой структуры и механической прочности. Сегодня известны и хорошо отработаны в лабораториях методы, позволяющие создавать катализаторы заданной структуры и пористости, регулируя режимы смешения, синерезиса, формования, сушки, активации. Предполагаемая величина константы скорости необходима для расчета структуры катализатора, исключающей диффузионные затруднения. [c.292]

Во многих работах рассмотрены вопросы гидрообессеривания различных нефтяных фракций на различных отечественных катализаторах. Однако уникальность перерабатываемых на Куйбышевском НПЗ нефтей по содержанию сернистых соединений и их структуре требовала проведения дополнительных исследований по выбору рациональных путей облагораживания бензиновых и дизельных дистиллятов. [c.17]

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

Однако на первом этапе исследований а тем более при расчетах по прогнозированию свойств катализатора, до проведения экспериментальных работ необходимые данные о параметрах моделей, естественно, не известны. Выход заключается в выработке стратегии исследования в виде многоэтапной итеративной процедуры принятия решений (ППР) 1) прогноз химического состава катализатора 2) по данным первого этапа и по имеюш имся аналогам получение начальных оценок скорости реакции 3) начальный ири-ближенный прогноз качественного характера о целесообразной текстуре катализатора (например, круннонористый с малой поверхностью, либо мелкопористый с развитой поверхностью и т. п.) 4) экспериментальная проверка результатов качественного прогноза текстуры катализатора 5) экспериментальное определение кинетики процесса на удовлетворяюш,ем требованиял катализаторе пз числа занрогнозированных 6) расчет оптимальной текстуры катализатора и ее приспособление к реальным возможностям синтеза катализаторов 7) выбор способа синтеза приемлемого катализатора 8) выбор способа формирования структуры катализатора 9) приготовление образца катализатора и его опробование. [c.121]

Возникает вопрос, если не химический состав катализатора, то что же должно стать главным объектом исследования при разработке усо-верщенствованных катализаторов конверсии углеводородов. По нашему мнению, иа современном этапе основным в этих исследованиях является поиск оптимальных соотношений компонентов катализатора и выбор оптимального сочетания условий его приготовления. [c.9]

А. И. Гельбштейн. Реакции парциального ркисления олефинов по С — Н-связи протекают через стадию диссоциативной адсорбции, что было доказано работами Захтлера, Воге и Адамса, и, следовательно, требуют участия в этой стадии двух центров поверхности окисных катализаторов. Поэтому один из них (катион) должен обладать способностью к координационному связыванию олефина и достаточно высокой электроотрицательностью, мерой которой может служить работа выхода электрона. При наличии у катиона соответствуюпщх свободных орбиталей возможна корреляция между изменениями каталитической активности и работы выхода электрона при варьировании химического состава катализатора. Такая корреляция наблюдается па опыте для составов, где с олефином координационно связывается один и тот же катион. Определение кинетических и электрохимических параметров с целью их сопоставления при варьировании химического состава катализаторов требует выбора некоторого стандартного состояния катализаторов. Таким в наших исследованиях было состояние, когда поверхность катализаторов практически полностью окислена. Поэтому кинетические измерения проводились при Ро, > (P02)min электрофизические параметры измерялись в атмосфере кислорода примерно при тех же значениях при высокой температуре, близкой к температуре катализа. [c.275]

Во время второй мировой войны вследствие дефицита кобальта над проблемой замены кобальта, на железо в синтезе Фишера — Тропша работали многие фирмы. В 1943 г. исследования продвинулись настолько, что на заводе в Шварцхайде были проведены трехмесячные промышленного масштаба испытания шести различных катализаторов на основе железа с целью выбора катализатора с наибольшей удельной производительностью. Испытания велись в условиях синтеза среднего давления на кобальтовом катализаторе с тем, чтобы была обеспечена возможность прямого перехода с кобальтового катализатора на железный без изменения условий синтеза. Результаты этих опытов, имевших большое значение для последующей разработки процесса, будут подробно изложены в последующем. [c.68]

Выбор способа проведения каталитического гидрооблагораживання в условиях лабораторной или пилотной установки в значйтельной мере зависит от того, какова цель исследования - поиск новых катализаторов, изучение кинетики основных реакций, испытание катализаторов, выбранных для промьшленной реализации, изучение дезактивации его. Чтобы оценить эффектипность катализатора, необходимо знать его активность и селективность, а также продолжительность его работы при получении продукта с заданными основными показателями качества. (Определение последней характеристики является наиболее длительной, трудоемкой и дорогой операцией и ее, как правило, проводят после завершения всех исследований в относительно кратковременных опытах. [c.90]

Тем не менее имеется ряд патентов на методы сульфидирования катализаторов гидрообессер гваиия, отличающиеся условиями обработки и сульфидирующим агентом. Большая роль отводится сероуглероду [пат. США 3516926], предлагаются меркаптаны (С1—С20) [пат. США 4111796], диметилсульфид [пат.Англин 1553616], растворенные в нефтепродукте, сероводород и низкомолекулярные сульфиды в смеси с водородом [ пат. Японии 53-122692, США 3166491], сероводород, растворенный в нефтепродукте [пат. США 4213850] и пр. Разновидностью сульфидирования сероводородом в смеси с водородом является прием загрузки элементарной серы непосредственно в реактор, на слой катализатора и обработки ее ВСГ при постепенно повышаемой температуре до 200 °С [ 80, пат. США 4177136]. В связи с многообразием методов сульфидирования сформулировать требования по выбору условий обработки однозначно весьма трудно. Особенно разноречивые мнения по влиянию предварительного восстановления катализатора водородом на последующее сульфидирование. Однако в последних публикациях утверждается, что глубокое восстановление водородом, например, при высоких температурах (400 °С и выше) отрицательно влияет на образование комплексов, определяющих активность катализатора [39, 72, 81], но необходимость водорода при активации обязательна [80]. На основе исследований с учетом возможности реализации технологии активации катализатора ряд известных вариантов сульфидирования катализатора можно, в порядке предпочтительности, расположить следующим образом а) смесью сероводорода с водородом б) низкомолекулярным серусодержащим соединением в среде водорода в) низкомолекулярным серусодсржащим соединением в потоке легкого [c.99]

Влияние рабочих условий. Исследования Гроссе и Ипатьева [22] показали важность подбора оптимальных рабочих условий для процесса дегидрирования парафиновых углеводородов до моноолефинов. Как указывают авторы, в оптимальных условиях при наиболее полной рециркуляции врлходы олефинов достигали 90%, нри этом образовавшийся газ содержал 90% водорода. Однако при каждой заданной температуре требовался для достшкення максимальной избирательности тщательный выбор скорости подачи сырья. Зависимость между выходом олефинов и скоростью подачи сырья для катализатора состава 97% AlgOg — 3% rgOg представлена в табл. 7. [c.196]

В1С1з > АбГз и т. д. Подобный >ji перечень можпо составить и для сильных кислот. HF>H 2S0 > НзРО , как для самих кислот, таки для кислот, нанесенных на различные носители. Выбор катализатора и процесса для промышленного осуществления должен основываться на учете всей совокупности технических и экономических факторов. Возможно несколько различных вариантов решения. Это станет очевидным из приводимых ни5ке описаний процессов, применяющихся в нефтяной промышленности. Кроме того, исследования в этой области ни в коем случае не следует считать законченными, так как продолжается внедрение процессов производства новых продуктов. [c.489]

Как уже упоминалось, выбор катализатора и рабочих условий реакции для промышленных установок является результатом многих исследований с учетом технических и экономических факторов. В качестве примера одного из наиболее успешных промышленных процессов приведем описание завода Веласко Дау Кемикал Компани, упрощенная технологическая схема которого показана на рис. 1. Производительность завода 50 ООО т стирола в год. По такой схеме работают 3 завода указанной компании [15]. [c.491]

Гидрирование может проводиться без крекинга углеводородов и одновременно с ним. В первом случае реакция ограничивается насыщением олефиновых углеводородов (при переработке крв-кинг- или полимербензинов) или превращением ароматики в нафтены (при облагораживании керосина или масляных фракций). При гидроформинге лигроиновых фракций протекают крекинг и изомеризация, но более широко они проходят при гидропревращении высококипящих фракций и нефтяных остатков в более низкокипящие продукты. Манипулирование температурой и давлением одновременно с выбором соответствующих катализаторов делает процессы с водородом наиболее гибкими из процессов, имеющихся в распоряжении нефтепереработки. По гидрированию нефтепродуктов проведено много исследований и имеется большое количество литературы. [c.89]

Выбор между этими двумя предположениями может быть сделан лищь на основании опыта. Изучению зависимости каталитической активности от концентрации катализатора на поверхности носителя было посвящено большое число исследований, которые показали, что в большинстве случаев кривые Л = [c.355]

Каждая теория базируется на опрзделенной модели, и в катализе такая модель обычно весьма далека от действительности. Теоретическую основу модели можно использовать для упорядочения и сопоставления фактов или правильного выбора направления дальнейших исследований, однако попытки предсказания поведения катализаторов при изменении условий реакций следует использовать с большой осторожностью. [c.9]

Применение рассматриваемых методов расчета представляет большой интерес для многослойных реакторов, например реакторов платфор/минга, гидрокрекинга, гидроизомеризации и т. л. В таких реакторах катализатор располагается в нескольких последовательно расположенных слоях, причем имеется возможность различных вариантов регенеращии с подачей всего количества кислорода в первый слой или с его распределением между слоями. Большое число возможных вариантов практически иоключает определение оптимального режима при экспериментальном исследовании, и выбор между различными вариантами регенерации может быть сделан только методами математического моделирования. [c.156]

Для последующих опытов все катализаторы были изготовлены путем нанесения фталоцианинов кобальта ич О %-ного водного раствора едкого натра на активированные угли. Для выбора марки угля, наиболее полно удовлетворяющего требованиям технологии по адсорбционной способности и активности в реакции окисления меркаптанов, были проведены исследования процесса насыщения ИВКАЗом и по.чифталоцианином кобальта различных углей. На рис.3.6 приведены кинетические кривые насын ения фталоцианином кобальта различных углей. В таблице 3.7 представлены результаты исследования каталитической активности гетерогенных катализаторов в реакции окисления н-додецилмеркаптана молекулярным кислородом. [c.67]

Все элементы критерия оптимальности зависят от хишгаеского состава катализатора . Методами, изложенными в главе IV, ия чисто эмпирическим поиском удается наметить один или несколько вариантов состава химически активного катализатора. Однако для экономически обоснованного выбора катализатора следует уточнить зависимость критерия оптимизации от состава катализатора для выбранных вариантов. Такую зависимость можно выявить дополнительной постановкой специально спланированных направленных экспериментов и выразить величины G, г]), tp g, iper и другие как функции состава катализатора, например в виде пОлиноШв. Либо, что менее строго, но требует меньше времени, произвести расчет критерия для ряда вариантов состава катализатора. В первом случае оптимизацию по критерию можно провести методами математического программирования, а во втором просчетом и сравнением значения критерия оптимизации при различных вариантах. При этом, конечно, исследования должны проводиться с максимальным исключением влияния диффузионных факторов на результаты. Тогда оптимизацию структуры и формы катализатора можно проводить для данного состава как второй этап решения общей задачи оптимизации катализатора. [c.189]

Экспервиевтальный поиск оптимальных условий— обычный этап, следующий за первоначальным исследованием катализаторов. До настоящего времени такие эксперименты часто ставят по неверной методике. Всегда следует помнить, что оптимальные условиянайденные опытным путем, относятся лишь к той установке, на которой проводили эксперимент. Между тем, в ряде случаев при выборе типа установки для поиска оптимальных условий работы катализатора исходят главным образом из удобства экспериментальной работы. Но оптимальное условие, найденное на удобной лабораторной установке, могут не совпадать с наилучшими условиями работы промышленного реактора. [c.400]

Точность измерений. Ценность результатов исследований зависит от точности используемой информации. Недостаточная точность может быть причиной получения недостоверных результатов, а последнее — причиной неправильных выводов. Поэтому требования к точности АСНИ значительно выше, чем к точности промышленных информационно-измерительных систем. Для большинства промышленных каталитических процессов существенным усовершенствованием является повышение избирательности на 2—3% и (или) производительности в 1,2—1,5 раза. Это означает, что при испытании катализаторов для того, чтобы обеспечить надежность его выбора, необходимо экспериментально измерить эти характеристики с погрешностью не более 0,2—0,5% и 1—3% соответственно [9]. С такой же точностью должны быть предсказаны технологические показатели работы промышленного реактора. Для реакции [c.62]