Промоторы для железных катализаторов

Наличие в зоне реакции посторонних веществ оказывает различное влияние на,катализатор одни нейтральны, другие усиливают действие катализатора, третьи его ослабляют или вообще прекращают. Ускорители каталитических процессов называются промоторами или активаторами. Так, небольшая добавка сульфатов щелочных металлов в сотни раз повышает активность УзОз — катализатора окисления 50г Е1 50з. Кислород и его соединения являются каталитическими ядами, вызывающими обратимое отравление железного катализатора ири синтезе ЫНз отравление этого катализатора снимает тщательно очищенная свежая смесь азота и водорода. Сера и ее соединения вызывают необратимое отравление катализатора ири синтезе МНз восстановить его активность действием свежей смеси N2 + Нг не удается. [c.223]

Прохождение активности железного катализатора через максимум при увеличении содержания промотора К2О (подразд. УП.Б.2), вероятно, также связано с количеством н типом парафина, накапливающегося на катализаторе. Известно, что К2О промотирует образование высокомолекулярных парафинов. Поэтому можно ожидать, что при большом содержании К2О в катализаторе диффузионное сопротивление будет постоянно возрастать, снижая общую скорость реакции. [c.202]

Действие катализатора сильно зависит от его физического состояния (плотный, порошкообразный и т. п.) и от присутствия посторонних веществ. Некоторые вещества, называемые промоторами, усиливают действие катализатора. Например, синтез аммиака, протекающий на железном катализаторе, может промотироваться диоксидом калия. [c.340]

Малые примеси к активной фазе катализатора (металла, полупроводника), как это объясняется электронной теорией катализа, могут резко повышать ее каталитическую активность и влиять на селективность каталитического процесса. Вокруг чужеродного атома, внедрившегося в поверхность катализатора, образуется зона напряжений, спадающих от центра к периферии, обладающих различной избыточной энергией, широким набором дополнительных локальных уровней энергий адсорбции. Тем самым повышается вероятность возникновения участков, оптимально соответствующих условиям данной реакции. Это обычный механизм промотирования катализаторов. Эффективность промотирующего действия добавок (активаторов, промоторов) растет с интенсивностью вызываемых ими нарушений решетки. Поэтому особенно эффективным нередко оказывается промотирование весьма малыми количествами таких веществ, которые при более высоких их содержаниях отравляют катализатор. Промотор может содействовать течению гетерогенно-каталитической реакции, способствуя адсорбции реагирующих веществ или десорбции продуктов с поверхности катализатора. Так, добавка оксида калия к железному катализатору синтеза аммиака способствует десорбции образующегося аммиака с поверхности. [c.306]

К промоторам и активаторам примыкают стабилизаторы (структурообразующие промоторы), тормозящие спекание и рекристаллизацию и тем самым повышающие устойчивость катализаторов к высоким температурам, а иногда и к действию ядов. Последний случай нередко имеет место при нанесении активной фазы на носитель с высокоразвитой поверхностью (силикагель, активный уголь и т. д.), адсорбирующий отравляющие примеси. Весьма эффективна защита активной фазы от отравления в случае цеолитных катализаторов. Повышающие термическую устойчивость стабилизаторы, тормозящие процессы спекания и снижения удельной поверхности, обычно представляют собой тугоплавкие оксиды алюминия, кремния, циркония, тория и т. д. Примером является добавка оксида алюминия к железному катализатору синтеза аммиака. [c.306]

Обнаружено, что добавление к катализатору вещества, которое само по себе может и не обладать каталитическим действием, приводит иногда к значительному увеличению эффективности процесса. Такие вещества называют промоторами или активаторами. Например, железный катализатор синтеза аммиака содержит в качестве промоторов А Оз и К2О в количестве нескольких процентов. Здесь АЬОз является структурообразующей добавкой, а К2О — активирующей. [c.765]

Для проведения реакции при температурах, когда константа равновесия обеспечивает достаточный выход продукта, используются специальные железные катализаторы. Чтобы сделать катализатор более эффективным и предохранить его от слишком быстрой дезактивации прд действием загрязняющих газ примесей, в него добавляют ванадий и другие металлы. Вещества, повышающие активность катализатора, называются промоторами, а вещества, снижающие каталитическую активность, — ядами. Поскольку только некоторая доля поверхности катализатора принимает участие в реакции, легко понять, почему даже относительно малое содержание промоторов и ядов может оказывать значительное действие на активность. [c.145]

В отличие от текстурных промоторов, структурные изменяют энергию активации реакции. Так, введение К2О в железный катализатор синтеза аммиака изменяет хемосорбционные [c.54]

Рис. 140. Изотермы адсорбции окиси углерода при —183 на железных катализаторах [30] с промотором КгО—АЬОз (1,2) и без промотора (5, 4).

Предполагается, что промоторы отдают электроны поверхностным атомам металла, тем самым упрочняя связь углерод — металл адсорбированного СО, поскольку СО действует как акцептор электронов. Такое видоизменение катализатора может, в свою очередь, воздействовать на реакционную способность поверхностного комплекса, образованного при гидрировании. При промотировании оксидом калия селективность железных катализаторов сдвигается в направлении получения жидких углеводородов более высокой молекулярной массы, так как повышенная прочность связи железо—углерод увеличивает поверхностное покрытие СО, а также вероятность роста углеродной цепи. В противоположность оксиду углерода водород на поверхностях железа ведет себя как донор электронов, и поэтому промотирование оксидом калия приводит к снижению адсорбции водорода [38]. Это уменьшает активность катализатора в процессе гидрирования и способствует образованию олефинов. Последнее, по-видимому, происходит при дегидратации адсорбированных окисленных промежуточных соединений. [c.77]

Важное соображение заключается в том, что подходящие фракции синтетических продуктов, образовавшихся в определенных рабочих условиях, могут быть использованы для этого класса топлив с минимальной последующей переработкой. Для широкого интервала парафиновых углеводородов с примесью фракции а-олефинов и разветвленных углеводородов может потребоваться лишь простая стадия гидрирования и дистилляция. Если желают получить более тяжелую фракцию дизельного топлива, то может потребоваться сдвиг распределения продуктов в сторону более высоких молекулярных масс. С другой стороны, распределение продуктов, полученное на плавленых железных катализаторах, содержащих промоторы (см. табл. 19-1), имеет максимум углеводородов Сз и С4, необходимых для СНГ. Однако большая часть продукта находится вне интервала, характерного СНГ. [c.263]

Позднейшие исследования, проведенные в направлении получения активных и стабильных в длительной работе осажденных железо-медных и железных катализаторов, показали, что эти катализаторы должны готовиться из нитратов железа с добавкой различных промоторов (Мп, Mg, 2п, и т. п.) также в виде азотнокислых солей. [c.391]

Печи производства плавленых катализаторов. Для синтеза NH3 катализаторами служат восстановленные окислы железа с тремя, четырьмя и пятью промоторами (железные катализаторы). Для приготовления катализаторов СА-1 с пятью промоторами (AI2O3, SiOa, MgO, aO, KjO) используют специальное технически чистое малоуглеродистое железо, содержащее мало примесей. Плавление железа с введением промоторов осуществляется в индукционной электропечи. В тигель печи загружают 150 кг сырья. Мощность печи составляет 100 кВт при нормальном токе генератора 150 А. Плавление проводят при 1600 °С и длится оно 1,5 ч. В процессе плавки в печь вводят промоторы. [c.197]

Ранее наша промышленность применяла железный катализатор, содержащий два промотора AI2O3 и К2О. В настоящее время получил распространение разработанный в СССР железный катализатор, содержащий четыре промотора AI2O3, KjO, aO, SiOj. Он показал большую активность и стойкость к перегревам и вредным примесям в азото-водородной смеси. [c.210]

Прибавление к катализатору вещества, которое само по себе является каталитически недеятельным, может иногда сильно повысить активность катализатора. Такие вещества называются промоторами. Как правило, эффективность действия промотора зависит, от его количества максимальная активность катализатора наблюдается при определенном составе промотированных катализаторов. Пррмо-торы влияют на состояние поверхности катализатора — они способствуют сохранению активных мест на поверхности и изменяют их распределение по энергиям адсорбции. Промоторы добавляются к катализатору на соответствующей стадии его приготовления. Например, железный катализатор, применяющийся при получении водорода по реакции [c.429]

Еще в 1925 г. Ф. Фишером и X. Тропшем был осуществлен синтез алифатических углеводородов из СО и Н2, который был назван их именами. Синтез проводился на железных и кобальтовых катализаторах при атмосферном давлении и температуре 250—300 °С [77]. В исследовательской и промышленной практике широкое распространение получили модификации кобальтовых и железных катализаторов, плавленных, спеченных, цементированных и осажденных на кизельгуте, каолине и других носителях с различными структурными (АЬОз, V2O5, Si02) и химическими (СиО, СаО, ZnO, К2О) промоторами [98]. В присутствии железных катализаторов увеличивается образование олефинов и кислородсодержащих соединений. Кобальтовые катализаторы способствуют образованию преимущественно алканов нормального строения, в значительной степени высокомолекулярных. [c.98]

В ряде случаев смесь двух катализаторов оказывает значительно большее влияние на скорость реакции, чем каждый из катализаторов в отдельности. Поэтому часто применяются смешанные катализаторы. Иногда добавление малого количества вещества приводит к значительному увеличению каталитической активности катализатора. Такие вещества называются промоторами. Например, синтез аммиака осуществляется на железном катализаторе, промотированном малыми количествами КзО и AI2O3. В других случаях добавление некоторых веществ в весьма малых количествах замедляет протекание определенных реакций. Например, окисление растворов NaaSOj кислородом замедляется в присутствии ряда органических веществ (алко-голи, анилин). Такие замедляющие реакцию вещества называются ингибиторами. [c.408]

Гетерогенные катализаторы сравнительно редко применяются в виде индивидуальных вешеств и часто содержат различные добавки, так называемые модификаторы. Цели их введения очень разнообразны повышение активности катализатора (промоторы), избирательности и стабильности работы, улучшение механических или структурных свойств. Фазовые и структурные модификаторы стабилизируют активную фазу твердого катализатора или пористую структуру его поверхности. Так, в медь-хромовых катализаторах идрированный окспд хрома препятствует восстановлению оксида меди (И) с превращением его в неактивную форму. Добавление уже 1 % А1гОз к железному катализатору увеличивает его площадь поверхности, препятствуя спеканию и закрытию пор и т. п. Некоторые модификаторы существенно повышают стабильность работы катализатора или сильно изменяют характер его каталитической ак- [c.441]

Некоторые вещества, сами не являясь катализаторами, даже в малом количестве резко увеличивают активность катализатора. Их называют промоторами или активаторами. Например, синтез ЫНз из Н2 и N2 ведут иа железном катализаторе, промотнрованном малыми количествами окиси калия и окиси алюминия. [c.31]

Часто действие катализаторов улучшается благодаря присутствию малых количеств веществ, называемых промоторами. Наиример, синтез аммиака осуществляется иа железном катализаторе, к которому добавляют малые количества К2О и А12О3. [c.277]

ЖЕЛЕЗНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ, содержат Ре (90% и более), АЬОз (до 4%), КгО (до 2%), иногда СаО, MgO, SiOj (всего до 5%). Примеси Си, Ni, Сг, Мп в одних процессах ухудшают, в других — улучшают св-ва катализаторов, примеси серу- и кислородсодержащих в в их отравляют. Наиб, распространены плавленые Ж. к., получаемые, напр., сплавлением малоуглеродистого железа с АЬОз (иногда также с Si02) при 1600 °С с послед, окислением расплава Ог при 1800—2000 °С (при этом добавляют щелочные промоторы) затем расплав охлаждают, дробят или гранулируют. Кроме того, Ж. к. получ. спеканием влажной порошкообразной сырьевой массы (спеченные Ж. к.), смешением магнетита с водным р-ром Al(NOa)3 (цементированные Ж. к.), осаждением карбонатов из водного р-ра нитратов Ре с помощью НагСОэ (осажденные Ж. к.) полученную любым из этих методов массу пропитывают щелочью, сушат и формуют. Восстановит, обработку осуществляют при 420—520 С азотно-водородной смесью или Нг в колонне синтеза или вне ее (в последнем случае катализатор пассивируют). Уд. пов-сть после восстановления 5—15 м7г. Примен. гл. обр. при синтезе NHa, а также углеводородов и кислородсодержащих орг. соед. из СО и Нг. В. Е. Островский. [c.201]

Активаторы (от лат. a tivus — активный, деятельный), В химии 1) вещества (промоторы), добавление которых к катализатору увеличивает его активность, избирательность или устойчивость. Напр,, железный катализатор синтеза аммиака содержит несколько процентов активирующих веществ AI2O3, К2О. Оксид ванадия (V) — катализатор окисления SOa в ЗОз — активируют добавками оксидов щелочных металлов 2) атомы элементов, вводимые в небольших количествах в кристаллическую решетку кристаллофосфоров, образующие вместе с окружающими их атомами решетки центры люминесценции кристаллофосфоров. Для кристаллофос-(юра сульфида цинка А, являются Си, Ag, Au, Mn, редкоземельные элементы для флюорита СаРг— редкоземельные элементы 3) вещества, способствующие коррозии, напр,, ионы водорода, кислород, растворенный в воде 4) вещества, усиливающие действие ферментов. [c.10]

В реакции Фишера - Т1юпша на основе СО и Н2 гидрирующая активность железного катализатора сильно зависит от добавки электронных промоторов, таких, как катионы щелочных металлов в виде их карбонатов. Их эффективность зависит от силы соответствующего основания, изменяясь в ряду КЬ > К > Ка > 1л. [c.641]

В России также был разработав процесс получения высшие алифатических спиртов на плавленых железных катализаторам под руководством А. Н. Башкирова в Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева. Процесс проводится при высоком давлении 20-30 МПа и температуре 170-190 °С. Плавленый же лезный катализатор содержит 3-4 % промоторов (V 0 , AljOg, SiOa, Na O, aO, KjO, BaO). [c.842]

В настоящее время применяют кобальтовые и железные катализаторы на носителях с добавками промоторов. Кобальтовые катализаторы на носителях (синтетические алюмосиликаты, кизельгур, цеолиты и цеолитсодержащие композиции) содержат 30-33 % Со. Введение в состав катализатора 2гОг или Т10а повышает выход парафинЪвых углеводородов. [c.843]

Активными центрами на поверхности катализатора являются. по-видимому, места, где нарушается однородность кристаллической структуры, углы, трен1нны иа поверхности, искажения структуры, точки контакта двух фаз. Вероятно, именно последнее обстоятельство яв.чяется причиной резкого усиления каталитической активности в результате добавления промоторов — веществ, которые сами по себе не ускоряют реакцию, но активируют катализатор. Например, добавление оксида алюминия усиливает каталитическую активность железного катализатора для синтеза аммиака. [c.52]

Текстурные промоторы присутствуют в катализаторе, как правило, в виде мелких частичек и оказывают тормозящее действие на спекание активной фазы. Эффективность промотора связана с его дисперсностью, которая должна быть значительно выше, нежели таковая активной составляющей. Текстурные промоторы должны иметь высокую температуру плавления, например У А12О3 пл = 2027 °С, у ЗЮг — 1700 °С, у Сг Оз — 2435 °С, у М 0—2802 °С и т. д. Текстурные промоторы не изменяют энергии активации реакции. Примером текстурного промотора может быть оксид алюминия, вводимый в малых количествах в железный катализатор синтеза аммиака [44], или же оксид хрома в цинк-хромовом катализаторе синтеза метанола. Оксид хрома уменьшает спекание оксида цинка, который в чистом виде является хорошим катализатором, но очень быстро теряет свою активность из-за образования больших кристаллов [19, 45—47]. [c.54]

Синтез высших спиртов при высоком давлении на плавленых железных катализаторах разработан в ИНХС им. А. В. Топчиева АН СССР под руководством А. Н. Башкирова. Процесс осуществляют при 160—180 °С, 20 МПа, объемной скорости циркулирующего газа 10 000 ч и соотношении в нем СО Н2, равном 1 10. Плавленые железные катализаторы изготовляют сплавлением оксида трехвалентного железа с промотирующими добавками. Общее количество промоторов 3—4% в том числе 2,5—3,5% структурных промоторов AI2O3, V2O5, СаО, ЗЮг) и 0,5—17о химических (К2О и др.). [c.324]

В последнее время было изучено влияние добавок щелочных металов к железным катализаторам на синтез углеводородов. В работе [10] изучено влияние промоторов на структуру катализатора показано, что добавки К2СО3 (< 1,0 вес.%) улучшают стабильность Ре-катализатора против спекания и увеличивают средний молекулярный вес образующихся углеводородов. [c.227]

Хотя прочно адсорбированные частицы уменьшают исходную металлическую поверхность, доступную для реактантов, это не обязательно ухудшает свойства катализатора. Объясняется это следующим. Адсорбированные вещества могут изменять (обычно снижать) теплоту адсорбции реактанта и таким путем повышать его реакционную способность. По-видимому, именно такая ситуация наблюдается при промотнровании окисью калия железного катализатора синтеза аммиака. Кроме того, промотор может подавлять самоотравление катализатора необратимо адсорбированными молекулами реактанта, способствуя тем самым увеличению концентрации промежуточных соединений, определяющих скорость реакции. Наконец, функция нереакционноспособных адсорбированных частиц может заключаться в создании активных центров особой конфигурации, способных адсорбировать реактанты. Поэтому, если путь превращения адсорбированного реактанта зависит от структуры центра, направление суммарной реакции изменится. Происходить это может несколькими путями. Каталитическая реакция может идти лишь на небольших группах поверхностных атомов металла, оставшихся не занятыми прочно адсорбированными частицами, или же прочно связанный адсорбат и поверхностные атомы металла могут составлять единый активный центр. Приведенные замечания вновь подчеркивают важность детальной характеристики катализатора при выяснении механизмов реакции. [c.37]