Промоторы для железных катализаторов железа

Получение железных катализаторов способом осаждения значительно повышает их активность. Осаждение проводят обычно содой из разбавленных растворов азотнокислых солей железа. При необходимости получить катализатор с промоторами последние вводят в раствор также в виде нитратов. Осаждение проводят при температуре около 100° С, осадок отфильтровывают, промывают, сушат и после этого добавляют активаторы, которые представляют собой щелочи или некоторые кислоты. Затем масса формуется в виде зерен и подвергается восстановлению, которое проводят водородом или синтез-газом при температурах от 230 до 400° С и объемных скоростях 1000 и выше. [c.134]

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]

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]

Железные катализаторы, применяемые в синтезах аммиака чистое железо и железо с промоторами — 1,6% окиси калия и 1,3% окиси алюминия [c.238]

Опыт показывает, что введение в катализатор некоторых добавок, которые сами не обладают каталитической активностью в данной реакции, может значительно повысить активность катализатора. Такие добавки получили название промоторов. Их действие обусловливается, главным образом, влиянием их на структуру поверхности катализатора. Для обеспечения этого промотор вводят не в готовый катализатор, а еще в процессе его изготовления. Так, например, железный катализатор, применяемый для реакции СО + НгО = СО2 + На, промотируют введением добавок некоторых других металлов. Когда раствор нитрата железа выпаривают, прокаливают и восстанавливают, то получают простой железный катализатор если же предварительно ввести в раствор небольшие, но строго определенные количества бихромата аммония и нитрата тория, то в результате совместного их выделения при выпаривании раствора, совместного разложения прокаливанием и последующим восстановление.м водородом получающийся продукт будет содержать в поверхностном слое все три металла в очень тесном сочетании такой катализатор обладает повышенной каталитической активностью. Как показали иссле- [c.340]

Эффективный катализатор был получен путем введения в железо окислов калия и алюминия. Опубликовано много работ и выдано много натентов но методам приготовления промотированных железных катализаторов. Основные этапы их приготовления заключаются в плавлении окиси железа и растворении промоторов в расплаве, который затем охлаждают и дробят на куски. Измельченный катализатор восстанавливают азотноводородной смесью, в результате чего он превращается в пористое железо, содержащее примеси. [c.113]

Скорость адсорбции водорода на пленках чистого железа, на никеле и палладии изменяется с давлением пропорционально в то время как скорость адсорбции азота на железном катализаторе с двумя промоторами или адсорбции водорода на вольфраме, по-видимому, пропорциональна Р. [c.76]

Получение С. ж. т. из окиси у г л е р о д а и водорода. Для синтеза применяют очищенную от сернистых и азотистых соединений и ароматич. углеводородов смесь окиси углерода и водорода в различных соотношениях (но не выше 1 2) содержание СО4-Н2 в газовой смеси ок. 85%. Синтез ведут в присутствии след, катализаторов кобальт-торий-магние-вого, осажденного на кизельгуре железо-медного с различными добавками промоторов сплавных железных. Теоретич. выход углеводородов при 100%-ном превращении СО 208,4 г нм газа. Практич. выход составляет до 85% от теоретического. Синтез над кобальт-торий-магниевым катализатором проводится при атмосферном давлении и под давлением 10 атм при 170—200° над железо-медным и сплавным железным катализаторами при 20—25 атм и 200— 320°. Глубина превращения окиси углерода ок. 92%. В результате синтеза при атмосферном давлении получают смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородов при синтезе под давлением, кроме того,— побочные продукты (кислородсодержащие соединения). С. ж. т., состоящие в основном из насыщенных углеводородов, наз. с и н т и н о м. [c.443]

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]

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]

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 одной из специфических методик стабилизатор (и обычно химический промотор) добавляют к расплавленному окислу. В данном случае исходный окисел—магнетит Рез04, стабилизатором служит окись алюминия, окись магния или двуокись кремния, а химическим промотором — окись калия (образующаяся при добавлении карбоната калия). После измельчения до желаемой степени катализатор восстанавливают водородом до металлического железа. Это классический железный катализатор [c.231]

Наиболее известным примером использования селективной хемосорбции для определения удельной поверхности неметаллического компонента является измерение адсорбции двуокиси углерода на окиси калия в промотированных железных катализаторах синтеза а.ммиака [117]. В этих катализаторах содержится, например, до 1,6% К2О в качестве промотора и - 10% AI2O3 в качестве стабилизатора. Адсорбцию проводят при 195 К, повышая давление двуокиси углерода до 80 кПа ( 600 мм рт. ст.). В указанных условиях происходит и физическая и химическая адсорбция газа количество последнего принимают равным тому количеству адсорбата, которое не откачивается при 273 К- Результаты более поздних исследований [118, 119] показывают, что первоначальное предположение, согласно которому двуокись углерода хемосорбируется только на поверхности окиси калия, следует тщательно проверить, поскольку известно, что при 195 К двуокись углерода быстро и прочно адсорбируется на чистом железе. Даже допуская, что при монослойном покрытии железа двуокисью углерода Хт 10, нельзя не прийти к выводу, что по крайней мере некоторая часть хемо-сорбированной двуокиси углерода, отнесенная к адсорбции на окиси калия, должна протекать на железе. Возможно, что хемосорбция двуокиси углерода на поверхности железа снижается до миниму.ма в результате присутствия адсорбированного (остаточного) кислорода, и это может объяснять, почему дисперсные железные катализаторы без окиси калия не хемосорбируют значительного количества двуокиси углерода. [c.331]

Эти железные катализаторы начали успешно применять только после того, как стало ясным, насколько важно полностью восстановить поверхность железа даже в промотированных катализаторах. Любое количество кислорода, оставшегося на поверхности железа, будет отравлять реакцию. Промотированные железные катализаторы обычно готовят плавлением в атмосфере кислорода смесей магнетита (Рез04) и промотирующих окислов, например окисей алюминия и калия с последующим восстановлением водородом в тех же условиях, в каких проводится синтез. Другие методы сводятся к совместному осаждению гидроокисей или окисей из водных растворов, их прокаливанию и восстановлению либо введению промоторов пропиткой. Нильсен [55] утверждает, что при отношении закиси железа к окиси, равном 0,5 до восстановления, получаются катализаторы с максимальной активностью. Присутствие следов воды или кислорода в водороде, применяемом для восстановления или синтеза, может привести к образованию поверхностных окислов железа, что нарушает активность катализатора. Уже 0,016% водяного пара оказывает определенное действие, а 0,32% — сильно ингибирует синтез. Это иллюстрируется рис. 66 по Эммету и Бру-науэру [57а]. Влияние кислорода, оставшегося на поверхности, показано ниже [57в] 5 мг кислорода на 13 г железа соответствует 1 атому кислорода почти на 800 атомов железа. [c.293]

Двуокись тория является также активатором контактов на основе металлов группы железа, кобальта и никеля. Окислы магния, алюминия и кремния служат главным образом носителем добавки карбоната калия играют важную роль в про-мотировании железных контактов. Окись хрома применяется как носитель,а окислы марганца — как активаторы никелевых контактов. Окись цинка является одним из компонентов катализатора изосинтеза. Медь, способствующая понижению температуры восстановления железного катализатора, улучшает его свойства. Этот перечень можно было бы продолжить, но перечисленные вещества являются распространенными компонентами катализаторов синтеза углеводородов. Катализаторы на основе кобальта и никеля применяются в виде нанесанных контактов используемые в промышленности плавленые железные катализаторы не содержат носителя рутениевые контакты используются без носителя и без промоторов. [c.143]

ОКИСИ алюминия) железный катализатор с окисью углерода при различных давлениях и измеряли полную адсорбцию (включающую хемосорбцию и физический слой, расположенный выше). В каждом случае при иагревании до 0° физический слой удалялся и оставался только хемосорбированный слой, так что при повторном охлаждении до —183° и адсорбции количество поглощенного газа служило мерой физической адсорбции. Разность между полной и физической адсорбцией (см. рис. 67, две нижние кривые) давала величину хемосорбции. Таким образохм, здесь производилось два определения —объема газа, необходимого для заполнения монослоя (см. стр. 169— 170), давшее совпадающие результаты и позволившее сделать предположение, что все поверхностные атомы железа хемосорбируют окись углерода. Однако в случае одно- или дважды промотированного катализатора площадь хемосорбиро-вавшей поверхности (железо) была меньше полной поверхности, хотя обе они и превышали поверхность непромо-тированного катализатора (табл. 33). Около 60% поверхности приходилось на долю промоторов и только около [c.299]

Другие исследователи пришли к тем же выводам. Апплебей [17], обсуждая механизм, которьш окиси, в особенности окись алюминия, повышают ак тивность железных катализаторов при синтезе аммиака, указывает, что хотя одно железо и является активным катализатором, оно быстро теряет свою активность добавление промотора препятствует этому падению активности. Катализатор, приготовленный из Ре О , активнее катализатора, полученного из РбзОз. Применение окиси алюминия, как промотора, связано с изоморфизмом закись-окиси железа и Ре(АЮ2)г, последняя главным образом создает условия для промотирования, именно создает барьеры из окиси алюминия, которые препятствуют росту кристаллов или коалесценции активных центров железа. [c.370]

Каган, Морозов и Подуровская [138], изучая сорбцию аммиака железными катализаторами, содержащими окись калия и окись алюминия как промоторы, при каталитическом синтезе аммиака пришли к выводу, что окись алюминия при этом адсорбирует относительно большие количества аммиака (при высоких температурах, достигаюш их 500°, и давлении 10 —500 мм рт. столба). Относительно большое тепло адсорбции указывает на активирующее действие. Окись калия понижает адсорбцио иную способностьи энергию адсорбции аммиака окисью алюминия. Таким образом, вследствие адсорбции аммиака, окись алюминия уменьшает скорость синтеза аммиака, в то время как окись калия уменьшает это отрицательное действие окиси алюминия. Молекулы аммиака адсорбируются преимущественно активными центрами катализатора, покрывая в то же время поверхность железа и поверхность промотора. [c.370]

Кун [162], рассматривая результаты опытов, при которых поверхность катализатора была отравлена кислородом или воздухом, пришел к выводу, что отравляющее действие сводится к уничтожению активного атомного водорода, от которого зависит гидрогенизация. Ларсон и Тур [169] и Алмкист и Додж [13] заметили, что соединения кислорода являются ядами для железных катализаторов в синтезе аммиака. Замедляющее действие низких концентраций у нескольких различных кислородных соединений оказалось пропорциональным содержанию кислорода для тех случаев, когда кислород в условиях реакции превращается в воду. В интерпретации Алмкиста и Блекка [И] отравляющее действие кислорода на железные катализаторы в синтезе аммиака следует рассматривать как процесс образования окиси железа, количество которой увеличивается при применении активных промотированных катализаторов. (В качестве промоторов эти исследователи употребляли 0,20% К2О, 1,31% Al Os и смесь 0,25% К2О с 1,05% AlgOg). Для всех катализаторов в пределах исследованных концентраций кислорода получено понижение концентрации аммиака до постоянной величины. Действие эквивалентных концентраций кислорода и водяного пара идентично в отношении уменьшения концентрации аммиака и образования окиси железа. Мэкстед [183] указывает, что замедляющее действие ядовитых элементов зависит не только ст вида соединения, в котором присутствует ядовитый элемент, но также от катализируемой реакции и применяемого катализатора. [c.403]

Было взято много патентов и опубликовано много материала относительно методов приготовления железных катализаторов и их промотирования при помощи упомянутых выше окислов. Первоначально безводные окиси получались прокаливанием совместно осажденных гидратов окисей или смеси нитратов. Позднее были приняты методы плавления, описанные например Ларсоном и Ри-чардсоно.м По этому методу железо сначала сжигается в окись, затем окись плавится, а соответствующие промоторы растворяются [c.116]

Все исследованные образцы металлических катализаторов получали обработкой водородом соответствующих окислов или выщелочных сплавов при 500° (Fe, Ni, Си) и 550° (Со). Поверхности после пассивации катализаторов измеряли по низкотемпературной адсорбции азота. Были изучены следуюище образцы металлических катализаторов 1) промсти-рованный железный катализатор (2% КгО и 4,5% АЬОз), удельная поверхность 5 = 21 м-1г 2) пористое железо-армко без промоторов 5 = =0,6 м 1г 3) кобальт, приготовленный из окиси-закиси кобальта, которую получали разложением азотнокислого кобальта (ч.д.а.), 5=0,46л12/г [c.193]

На конференцию представлена работа С. 3. Рогинского, Ю. Е. Синяка и М. И. Яновского (см. стр. 210 наст, сб.) по исследованию поверхности щелочного промотора аммиачного катализатора методом обмена СО2 с С 02, хемосорбированной на промотированном щелочью железном катализаторе (на непромотированном железе СО2 яе адсорбируется). Во всех случаях обменивалось примерно половина СЮг от первоначально адсорбированной. Авторы разделяют щелочную поверхность аммиачного катализатора на две части обменивающуюся и необменивающуюся. Эти опыты имеют значение в связи с проверкой представлений о непосредственном участии щелочей в создании активной поверхности аммиачного катализатора. [c.275]

Катализатор изготовляют из железной магнетитовой руды или железа, предварительно окисленного в токе кислорода. Окислы железа плавят в электрической печи вместе с промоторами, полученную массу дробят и просевают. Зерненый материал загружают в контактный аппарат — колонну синтеза, где восстанавливают его азотоводородной смесью, пропускаемой через аппарат в течение нескольких суток. Рентгеновские исследования показывают, что частицы катализатора состоят из кристаллитов, внутренняя часть которых представляет собой чистое железо, промоторы содержатся в поверхностных слоях. Поверхность промотированного катализатора примерно в де сять раз превышает поверхность чистого железного катализатора и составляет 10—15 м /г. [c.237]

Влияние прибавки к железным катализаторам трудно восстано-вляемых окислов, как например окиси алюминия, кремния и цинка, рекомендуемой в патентах Баденской анилиновой и содовой фабрики (BASF), исследовалось Ларсоном и его сотрудниками. Железный катализатор, работающий при 450° С с объемной скоростью 5000 при 100 ат давления, способен давать лишь от 3 до 5% аммиака в чистой азото-водородной смеси 1 3, в то время как железо, содержащее несколько процентов окиси алюминия, дает от 8 до 9% ам1миака. ак впервые показал Ларсон i , добавка к железным катализаторам двух окислов, один из которых имеет кислый или амфотерный характер, как например окись алюминия, циркония, кремния, титана и т. д., а другой является щелочным окислом, как например окись калия, повышает их активность более, чем добавление окислов одной лишь первой грзшпы. Выход аммиака в чистой азото-водородной смеси 1 3, проходящей при 100 ат давления с объемной скоростью 5000 при температуре 450° С над таким катализатором с двумя промоторами, достигает 13 или 14% против 8—9% для катализаторов с одним промотором и 3—5% для чистого железного катализатора. Более ясное представление об этих данных можно получить из табл. 13. [c.115]

Функции промоторов выяснены еще не полностью. Одним из важных свойств промотированных катализаторов является уменьшение скорости роста кристаллов и зерен во время реакции при 450—500° преимущественно путем ограничения диффузии атомов железа, обусловливаемого барьером из шпинели. Все промотированные железные катализаторы представляют мощные эмиттеры положительных ионов, и обмен ионов —на ионы К вполне может идти по механизму фиксации азота с малой энергией активации. Предложены три различных варианта механизма обмена механизм Ридила (а) и механизм Бонхофера — Фаркаша (б) [c.165]

Для промовирования металлических катализаторов трудно восста-навливаемые окислы используются чаще, чем металлы. Железо, являющееся наиболее употребительным катализатором в синтезе аммиака при высоких давлениях, в отсутствии промотора сохраняет высокую каталитическую активность лишь в течение короткого промежутка времени, а затем быстро теряет её. Добавление же небольших количеств окиси алюминия или окиси магния делает эту активность перманентной Действие окиси алюминия иногда приписывается сохранению структуры типа магнетита (РедО ), благодаря образованию шпинели РеО, А1зОз, изоморфной с магнетитом. Железные катализаторы, изготовленные из магнетита, эффективнее, чем изготовленные из других окислов. Полезны также щёлочи которые. [c.313]

Без применения катализатора синтез аммиака даже при очень высоких температурах протекает крайне медленно. Повышение же температуры, как видно нз уравнения, приводит к уменьшению равновесного содержания аммиака. Следовательно, необходим катализатор, ускоряющий процесс синтеза при пониженных температурах. Катализатором для синтеза аммиака служит железо, полученное восстановлением из его окислов (Рез04 и РегОз). Под влиянием высокой температуры и в результате взаимодействия с каталитическими ядами железный катализатор быстро теряет свою активность. Для придания высокой и стабильной активности к железным катализаторам синтеза аммиака, применяемым в настоящее время, добавляют в процессе их изготовления в качестве промоторов АЬОз, К2О, СаО, ЗЮг. Срок службы их в производственных условиях достигает четырех лет. Катализаторы синтеза аммиака чувствительны к содержанию в газовой смеси различных примесей. Так, при наличии в газе кислородсодержащих соединений (Н2О, СО2, СО) активность катализатора резко снижается. Если после отравления кислородсодержащими примесями через катализатор пропустить чистую азотоводородную смесь, то его активность поднимется до прежнего уровня. Такое отравление катализатора называют обратимым. Сероводород и другие содержащие серу соединения отравляют катализатор необратимо, т. е. при пропускании через отравленный катализатор чистой азотоводородной смеси его активность не достигнет прежнего уровня. [c.74]

Гомогеннокаталитические реакции составляют лишь небольшую долю каталитических реакций, используемых при получении промежуточных продуктов. Значительно большую роль при синтезе промежуточных продуктов играет гетерогенный катализ, особенно катализ в паровой фазе. Круг каталитических гетерогенных реакций чрезвычайно обширен и разнообразен, причем столь же разнообразны применяемые катализаторы. Так, металлы платиновой группы, медь и окислы железа, никеля, хрома, молибдена и др. служат катализа торами в процессах гидрирования молекулярным водородом окислы ванадия молибдена, вольфрама, железа, марганца, меди, серебра, кобальта, никеля используются в качестве катализаторов различных реакций окисления для реакций дегидратации применяются окислы алюминия, кремния, тория, хрома и вольфрама. Известны также смешанные катализаторы, например металлоорганические, железный катализатор с промоторами А12О3, ZпO и 510.2 (Для синтеза аммиака), металлы, покрытые пленками окислов, схмеси Т1С1з г А1(СгНд)з и др. [c.42]

Смотреть страницы где упоминается термин Промоторы для железных катализаторов железа: [c.302] [c.210] [c.114] [c.717] [c.162] [c.311] [c.370] [c.404] [c.482] [c.482] [c.348] [c.482] [c.150] [c.175] [c.354] [c.347] [c.294] [c.264] [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология