Предварительная обработка железных катализаторов восстановление

Большинство катализаторов нуждаются в определенной предварительной обработке для удаления адсорбированных веществ и иногда для изменения химического состава. Такая предварительная обработка имеет большое значение, так как она может сильно влиять на каталитическую активность и на воспроизводимость образцов данного катализатора. Часто предварительную обработку можно осуществлять прямо в реакторе в условиях, подобранных в предварительных опытах. Если такая обработка связана с химическими изменениями, часто желательно извлекать образцы для исследований и анализов. При этом удобно иметь отдельный реактор, сконструированный так, чтобы катализатор можно было извлекать и переносить из реактора после обработки. На рис. 5 показан прибор, применяемый для восстановления, карбидирования и азотирования железных окисных катализаторов. Восстановленные катализаторы обычно можно пересыпать в углекислом газе через стеклянный шлиф или резиновое соединение. [c.34]

Г. Железные катализаторы, используемые при проведении синтеза под давлением, требуют предварительной обработки восстанавливающими газами. Плавленые железные катализаторы нуждаются в очень осторожном восстановлении чистым сухим водородом, тогда как активные катализаторы могут быть предварительно восстановлены только синтез-газом. [c.218]

Физическая структура катализаторов, которая может быть изменена соответствующими методами их приготовления, имеет решающее значение (промоторы — высокоплавкие окиси носитель для кобальтовых и никелевых катализаторов — кизельгур предварительная обработка — низкотемпературное восстановление, ограничивающее величину кристаллов, или же обработка окисью углерода железных катализаторов, способствующая увеличению поверхности путем нарушения структуры под действием углерода). [c.252]

Можно сделать сравнение различных типов железных катализаторов на основании их механической прочности. Тонко измельченный катализатор из магнетита, сцементированный пластической глиной, сохранял свою механическую прочность после восстановления однако его активность быстро понижалась во время синтеза. Катализаторы аммиачного типа были очень тверды в своем первоначальном состоянии, но после восстановления сохраняли только половину своей механической прочности. Цементированные катализаторы, содержащие буру и окись алюминия, после восстановления сохраняли только 0,1, а спеченные шариковые катализаторы со щелочью (см. стр. 231)—только 0,01 начальной механической прочности. Осажденные катализаторы размельчались уже после предварительной обработки. [c.264]

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]

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]

Структурные промоторы. Структурные промоторы в Процессе приготовления или предварительной обработки катализатора облегчают образование структур с большей площадью поверхности и способствуют сохранению таких структур в процессе использования катализатора. Так, восстановленный железный катализатор синтеза аммиака, нромотированный небольшим количеством окиси алюминия, имеет площадь поверхности 10—15 м /г, в то время как подобным же образом приготовленный и восстановленный чистый магнетит имеет площадь поверхности менее 1 м г [1]. Аналогично восстановленный нромотированный кобальт—ториевый катализатор имеет площадь поверхности около 15 м 1г, а в тех же условиях восстановленный чистый кобальт—около 3 м г [2]. [c.33]

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]

Осажденный железный катализатор обрабатывали перед синтезом при атмосферном давлении газом состава 2H2 + IGO при 280—320° в течение 6 час. Газ тщательно очищали от двуокиси углерода и водяных паров. Его пропускали над катализатором со скоростью, в 20 раз превышающей скорость газа при синтезе, либо при прямом проходе, либо в условиях циркуляции при коэффициенте рециркуляции 3. Катализатор, предварительно обработанный таким способом, в синтезе под средним давлением оказался более актнвным-что было видно по пониженной температуре синтеза и меньшему образованию метана. Сотрудники фирмы Лурги считали, что предварительная обработка не имеет преимущества перед восстановлением и что ее с равным успехом можно проводить водородом, водяным газом или разбавленной окисью углерода. Однако в промышленных условиях водород более удобен по следующим причинам. Во-первых, при применении водяного газа предварительную обработку необходимо вести в самом реакторе, поскольку несомненно, что в какой-то мере будет протекать и синтез однако реакторы не могут быть применены при высоких температурах, требуемых предварительной обработкой. Во-вторых, учитывая необходимость очень высоких скоростей тока газа, водяной газ в условиях циркуляции приходится отмывать от продуктов синтеза до прохождения циркуляционного насоса [31]. На практике предварительную обработку катализаторов фирмы Лурги осуществляли водородом в реакторах синтеза при объемной скорости 1 ООО час.и 250—300° в течение 1—3 час., причем температуру и время обработки меняли в зависимости от [c.244]

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]

Синтез углеводородов из окиси углерода и водорода (1954) -- [ c.112 , c.113 , c.120 , c.121 , c.125 , c.167 , c.172 , c.217 , c.222 , c.224 , c.227 , c.229 , c.232 , c.234 , c.243 , c.244 , c.249 , c.252 , c.343 , c.361 , c.363 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология