Предварительная обработка железных катализаторов железа

Мессбауэровскую спектроскопию применяли для изучения хемосорбции аммиака на нанесенных железных катализаторах [11, для исследования процессов окисления и восстановления при предварительной обработке нанесенных железных катализаторов [2] и для определения размеров кристаллов окиси железа на носителях с высокоразвитой поверхностью [3—6]. Измеряемые на опыте параметры позволяют определить следующие величины валентные состояния атомов железа в образце градиент электрического поля у ядер атомов железа, образуемый нарушениями решетки вблизи данного ядра или присутствием посторонних атомов в непосредственной близости от него наличие и величину внутреннего магнитного упорядочения существование фазовых пе- [c.64]

Наблюдавшееся некоторое увеличение ф для железных катализаторов при введении структурообразующих добавок трудно объяснить аналогичным образом. Скорее можно думать, что на металлической часта поверхности катализатора, промотированного одной структурообразующей добавкой, например окисью алюминия, остаются небольшие количества прочно связанного кислорода, которые и обусловливают увеличение ф по сравнению с железом. Это предположение подтверждается тем, что железные контакты с добавкой окиси алюминия значительно труднее и медленнее восстанавливаются из окислов, чем непромотированное, дважды промотированное и промотированное одной окисью калия железо 119]. При совместном промотировании двумя или несколькими промоторами поверхность аммиачного катализатора становится очень сложной, и работа выхода для такой поверхности определяется одновременно многими факторами концентрацией и соотношением различных форм щелочного промотора, содержанием остаточного кислорода на поверхности и т. д. Поэтому величина работы выхода будет изменяться в зависимости от приготовления, восстановления и предварительной обработки образцов. Интересно, однако, что несмотря на наличие большого числа посторонних примесей в катализаторах промышленного типа и независимо от метода предварительной обработки катализаторов [7] уменьшение ф при введении модифицирующих добавок четко наблюдается для всех исследованных аммиачных катализаторов." [c.188]

Наблюдалось таюке, что предварительная обработка железных катализаторов окисью углерода повышает их активность и длительность работы. Так, например, осажденный поташом железный катализатор с добавкой к нему 0,125% К2СО3 обрабатывали в течение 25 час. при 325° окисью углерода (пропускалось 0,4 л СО на 1 г железа в час). После такой обработки синтез над этим катализатором при газовой смеси СО Нг = = 1,8 1, температуре 235° и давлении 15 ат дал выход углеводородов от Сз и выше 150 zjM газа. [c.392]

Исследования Джека приведи к созданию интересного метода приготовления перкарбида железа (Хэгга) без избыточного отложения углерода , а также к разработке метода предварительной обработки железного катализатора, приводящего к образованию сплошных фаз со своеобразной структурой и составом. Нитриды и карбонитриды железа обладают замечательными свойствами в качестве катализаторов синтеза углеводородов из СО иН (см. стр. 464). [c.421]

Акти]июсть и стабильность промотированных щелочью железных катализаторов при работе ниже 7 ат можно повысить путем предварительной обработки окисью углерода с образованием карбидов железа (Хэгга и гексагонального) [2, 27g]. Благоприятный эффект предварительного карбр1Дйрования железных катализаторов, по-видимому, непосредственно связан со значительным уменьшением скорости окисления FejG водяными парами по сравнению со скоростью окисления Fe. При проведении синтеза под давлением выше 7 ат ьсе карбиды (Хэгга, гексагональный и цементит) окисляются быстрее восстановленного железа. Этот процесс сопровождается быстрым падением активности (см. рис. 2). Предварительное карбидирование кобальтовых катализаторов резко снижает их активность. Кобальтовые катализаторы по сравнению с не-карбидированными железными очень медленно окисляются водяными парами в условиях синтеза. [c.522]

Применение методов предварительной обработки явилось третьим значительным шагом вперед в усовершенствовании железных катализаторов. Плавленые, спеченные и цементированные катализаторы предварительно восстанавливали водородом при 450°. Однако в ряде случаев удовлетворительные результаты давала разработка катализатора на газе 1Н2-Ь1С0, при высоких температурах, заменявшая предварительное восстановление водородом. Предварительная обработка осажденных катализаторов СО или смесью Нд-ЬСО давала намного лучшие катализаторы, чем восстановление водородом. По данным Пихлера, оптимальные условия предварительной обработки нормального осажденного катализатора Института угля, работающего при 15 ат и температуре 235° на газе состава ЗСО-1-2Н2 со скоростью пропускания 4 лЬшс на 10 г Ре, были следующие 0,1 ат СО, 325°, скорость пропускания СО 4 л/час на 10 г Ре, продолжительность обработки 25 час. Фирмой Рурхеми было установлено, что предварительная обработка водяным газом вместо водорода уменьшала образование метана. Положительный эффект, наблюдаемый в результате предварительной обработки окисью углерода при 0,1 атм, может быть также получен при атмосферном давлении соответственным снижением парциального давления водяного газа путем разбавления азотом. Горное бюро США производило разработку осажденных железно-медных катализаторов при атмосферном давлении на газе 1Н2-[-1С0 и объемной скорости ЮОчас. в течение 24 час. Если катализатор содержал менее 3% меди (считая на железо), температуру поддерживали при 270° когда же катализатор содержал большие количества меди, температура разработки составляла 230° Фирма Рейнпройсен применяла метод предварительной [c.261]

Площадь поверхности железных катализаторов обычно меньше пло- щади никелевых или кобальтовых катализаторов. Площади поверхности вос- Становленных плавленых катализаторов, содержащих такие промоторы, как окись алюминия или окись магния, колебались в пределах от 5 до 15 м /г. Наличие щелочных промоторов обычно не вызывало сколько-нибудь заметного изменения площади поверхности (гл. II, табл. 25). Осажденные железные катализаторы обычно обладали гелеподобными структурами и площадями поверхности от 100 до 200 м г. Однако в результате предварительной обработки этих катализаторов газом синтеза или восстановления их водородом площади поверхности сокращались до 5—20 м 1г и гелеподобная структура исчезала. Сокращение площади поверхности происходит, повидимому, вследствие восстановления окиси железа. Это уменьшение поверхности наблюдалось уже в тех случаях, когда образцы осажденного катализатора, состоящего из окиси железа, восстанавливались только до магнетита. Значительное сокращение поверхности происходит, например, при обра- [c.458]

В качестве природных катализаторов для ряда процессов (кре кинг, этерификация, полимеризация, производство серы из серии стых газов и другие) могут быть использованы боксит, кизельгур железная руда, различные глины [200—206]. Природные катализа торы дешевы, технология их производства сравнительно проста Она включает операции размола, формовки гранул, их активацию Применяют различные способы формовки (экструзию, таблетиро ввние, грануляцию на тарельчатом грануляторе), пригодные для получения гранул из порошкообразных материалов, увлажненных связующими. Активация исходного сырья заключается в удалении из него кислых или щелочных включений длительной обработкой растворо м"щелочи йли кислоты при повышенных Температурах. При активации, как правило, увеличивается поверхность контактной массы. Наибольшее применение в промышленном катализе нашли природные глины монтмориллонит, каолинит, бейделлит, бентониты и др. Они представляют собой смеси различных алюмосиликатов и продуктов их изоморфных замещений, а также содержат песок, известняк, окислы железа, слюду, полевые шпаты и другие примеси. Некоторые природные алюмосиликаты, например, каолин, обладают сравнительно высокой каталитической активностью в реакциях кислотно-основного катализа уже в естественном виде, после сушки и прокаливания. Большинство других требует более глубокой предварительной обработки кислотой при соответствующих оптимальных условиях (температура, концентрация кислоты, продолжительность обработки). В активированных глинах возрастает содержание SiOa, а количество КагО, СаО, MgO, AI2O3 уменьшается. Часто для уменьшения потерь алюминия в глинах к активирующему раствору добавляют сол , алю.мниия [46]. [c.168]

Особенностью железо-медных и железных катализаторов является образование карбидов железа в процессе предварительной обработки газом, содержащим окись углерода катализаторы, не содержащие меди, образуют ферромагнитный карбид железа с точкой Кюри 265° (приблизительная формула Fea ). Железо-медные катализаторы образуют два карбида один с точкой Кюри 265°, а другой с 380°. [c.557]

Реакции разложения на элементы мог)гг быть практически возможны или при очень высоких температурах (выше 700° С), или в присутствии определенных металлических катализаторов при более умеренных температурных условиях. Никель является одним из наиболее энергичных катализаторов, ускоряющих разложение парафинов, как и других углеводородов, на элементы или метан и элементы. Сабатье и Сандерен [111] описали частичное разложение метана на углерод и водород при 390° С и этана при 325° С в присутствии никеля. Фрей и Смит [39] и Херд [56] наблюдали очень быстрое разложение пропана и бутана на углерод и газы при 350—400° С и 500° С в присутствии того же катализатора. Катализаторами подобного типа являются медь, железо, монель- леталл, многие другие тяжелые металлы и некоторые неметаллы, например селен. Особенно активны порошкообразные металлы. С Другой стороны, тот факт, что железные трубы не активируют разложение нефти на элементы в обычных условиях крекинга, должен указывать или на неактивность железа в виде сплошной массы или на деактивацию металлической поверхности вследствие отложения углерода. Однако каталитическое действие металлической поверхности труб может быть заметно при повышенных температурах, применяемых при крекинге в паровой фазе или в таких процессах, как дегидрогенизация. Предварительная обработка труб при высоких температурах паром или сероводородом может деактивировать металлическую поверхность. Небольшие количества пара или сероводорода (или других соединений серы), добавленные к сырью для крекинга, могут вызвать тот же эффект. В результате такой обработки активная металлическая поверхность покрывается неактивными окислами или сульфидами. Полученный эффект может быть приписан также отравлению активной поверхности образовавшимися окислами или сульфидами. [c.11]

Пихлер и Меркель [24] исследовали состав железных катализаторов путем химического и термомагнитного анализов на различных стадиях их предварительной обработки и использования для синтезов. Не содержащие медь железные катализаторы, на-углероженные при 325° перед синтезом при средних давлениях, действительно полностью превращались в ферромагнитный высший карбид железа с точкой Кюри 265°, формула которого при-близит9 ьно соответствует Fea . [c.199]

В синтезе углеводородов из окиси углерода и водорода применяются катализаторы, приготовленные, как правило, на основе металлов восьмой группы периодической системы кобальта, никеля, железа. Промоторами служат трудновосстанавливаемые окислы тория, марганца, магния, алюминия, хрома и др. В состав железных катализаторов могут входить медь и щелочной активатор, например поташ, сода. Наиболее промотирующим действием отличаются окислы марганца, тория и магния [1, 2]. Катализаторы обычно применяются на носителях [2,3]. Материал носителя, относящийся даже к одной и той же минералогической группе, может, в зависимости от происхождения и предварительной обработки, различно влиять на свойства каждого отдельного катализатора. Носитель в данном процессе не может рассматриваться как некоторая инертная масса, служащая толдзко для создания большой поверхности. [c.241]

Химические промоторы. Эти промоторы изменяют химическую природу поверхности, увеличивая активность или избирательность катализатора. Они также могут способствовать увеличению или сохранению площади поверхности. Например, окись калия лишь незначительно влияет на площадь поверхности и активность дважды промотированного аммиачного катализатора при работе под давлением 30 атм. Однако окись калия заметно увеличивает каталитическую активность при более высоких давлениях (100 атм). Предполагается, что щелочь ускоряет десорбцию аммиака, препятствуя накоплению его в количествах, достаточных для подавления реакции при работе под высоким давлением [3]. При синтезе углеводородов из окиси углерода и водорода на железных катализаторах небольшие добавки карбоната калия вызывают заметные изменения активности катализатора и состава продуктов синтеза. При одинаковой температуре синтеза средний молекулярный вес продуктов повышается с увеличением содержания карбоната калия до 2 частей К2СО3 на 100 частей Ге. Активность катализатора возрастает с увеличением содержания карбоната калия приблизительно до 0,5 части на 100 частей железа, остается постоянной при изменении содержания от 0,5 до 1,0 части КдСОд на 100 частей Ре и уменьшается при большем содержании карбоната калия. В класс химических промоторов можно также включить промоторы, облегчающие предварительную обработку катализаторов. Например, медь добавляют к осажденным кобальтовым или железным катализаторам для повышения скорости восстановления водородом и обуглероживания окисью углерода. Поэтому катализаторы, промотиро-ванные медью, могут быть подвергнуты предварительной обработке при значительно более низких температурах. Введение меди в железные катализаторы в количествах до 20 частей меди на 100 частей железа незначительно влияет на активность катализаторов или на состав продуктов реакции. Однако введение меди в кобальтовый катализатор сокращает срок его службы [4]. [c.34]

В 1944 г. Рёлену [64, 65] в лабораторных условиях удалось добиться более высоких расходных отношений Н2 СО, чем обычно наблюдаемые при Т синтезе над железными катализаторами. Испытание катализаторов произ-водили под давлением 10 ат в реакторе среднего давления обычного типа (типа труба в трубе ). В реактор загружали 5 л гранулированного катали- затора. В качестве исходного газа применяли очищенный водяной газ. В этих опытах, производившихся с циркуляцией конечного газа и без нее, исследовалось влияние типа и количества щелочи в катализаторе, а также способа предварительной обработки катализатора (восстановление водородом или разработка на газе синтеза). Катализаторы осаждали на кизельгуре карбонатом натрия из растворов нитратов железа, кальция и меди и затем пропитывали карбонатом калия, едким кали или силикатом калия. Насыпной вес катализаторов составлял около 0,5 кг/л. [c.323]

Полученные результаты по гидрогенизации бутона-1 на железных катализаторах, нанесенных на разные носители, аналогичны данным по гидрогенизации этилена, доложенным на III Международном конгрессе по катализу [101. Авторы работы [10] также обнаружили большие различия в скорости гидрогенизации на катализаторах, нанесенных на окись алюминия и силикагель. Однако с помощью мессбауэровских снектров можно исследовать структуру и степень окисления железа в процессе предварительной обработки катализатора перед проведением реакции. По результатам, приведенным в табл. 1, можно видеть, что образцы А и В, содержащие много железа, очень близки по свойствам. Кристаллиты окиси железа на поверхности достаточно велики, чтобы их средние раздшры можно было измерить по уширению рентгеновских линий [111. [c.67]