Общие сведения о каталитических процессах и катализаторах

Чтобы облегчить возможность приложения рассмотренных в книге основных закономерностей к различным каталитическим процессам, мы старались излагать материал в наиболее общей форме. Теоретические положения рассмотрены здесь в непосредственной связи с решаемыми на их основе практическими задачами—подбором состава, структуры и формы катализаторов, нахождением оптимальных условий проведения процесса, разработкой конструкций контактных аппаратов и т. п. Технологические схемы и конструкция аппаратов описаны очень кратко—дана только сущность протекающих процессов. Более подробные данные о технологическом осуществлении процесса контактирования, а также сведения об остальных операциях контактного производства—обжиге сернистого сырья, очистке газа, абсорбции серного ангидрида—можно найти в книге К. М. Малина, Н. Л. Ар-кина, Г. К. Борескова и М. Г. Слинько Технология серной кислоты , Госхимиздат, 1950, и в книге И. Н. Кузьминых Производство серной кислоты , ОНТИ, 1937. Из более старых работ необходимо упомянуть монографию проф. П. М. Лукьянова Производство серной кислоты методом контактного окисления . [c.7]

Была исследована также каталитическая активность сплавов серебра с алюминием, магнием, медью, цинком, галлием, германием, селеном, индием, кадмием, оловом, теллуром, висмутом [138]. Показано, что степень превращения метанола на серебре и его сплавах с различными добавками, за исключением цинка, германия, галлия, висмута возрастает с увеличением отношения Оа СНзОН. Селективность процесса окисления в формальдегид на серебре и его сплавах с теллуром нечувствительна к повышению этого отношения, тогда как у сплавов серебра с германием, галлием и индием — увеличивается, а у остальных уменьшается. Введение в серебро 10% магния [139], меди и кадмия увеличивает дегидрирующую способность катализатора, повышая тем самым общую конверсию метанола, а присутствие селена и сурьмы увеличивает селективность процесса. Существенно пониженной каталитической активностью обладают сплавы серебра с цинком, галлием и германием. Сплавы серебра с алюминием, теллуром, оловом по сравнению с чистым серебром также проявляют пониженную активность. Однако по другим наблюдениям, добавки алюминия интенсифицируют процесс [140]. Для сплавления с серебром рекомендуется платина (0,45—0,75%>) [113]. Есть указания на целесообразность применения в качестве добавок и оксидов некоторых металлов молибдена (VI) [141], титана (IV), магния и кальция [142]. В последнем случае массовая доля серебра составляет от 5 до 30% от всего катализатора. Предложено использовать в качестве добавок к серебру пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов [114], а также соли серебра — карбонаты и оксалаты [143]. Однако сведений о практическом применении сплавов и модифицирующих добавок пока нет. [c.55]

В периодической литературе приводятся сведения о работе промышленных установок по процессам бендер [23] и мерокс [25, 26]. Оба процесса основаны на реакции окисления меркаптанов в дисульфиды. В процессе бендер эта реакция осуществляется в присутствии катализатора, реагентами служат элементарная сера и кислород воздуха, окисление проводится в щелочной среде. Процесс бендер используется для очистки от меркаптанов газового бензина, бензинов прямой перегонки, коксования, термического и каталитического крекинга, а также лигроина, керосина, реактивного, дизельного, печного и легкого котельного топлив. Общая мощность 15 промышленных установок, работающих по процессу бендер, составляет около 4,2 млн. м 1год, из них на трех установках мощностью около 0,6 млн. м 1год осуществляется очистка реактивных топлив [21], [c.18]

Во втором томе даются сведения о каталитических процессах исчерпывающего и селективного гидрирования, обычного и окислительного дегидрирования, синтеза метанола, получения дизельного топлива из монооксида углерода и водорода. Рассмотрены также общие вопросы подбора катализаторов, свойства и применения некоторых гетерогенных и гомогенных катализаторов. Завершает второй том описание катализаторов производства серной кислоты. [c.6]

Согласно всей совокупности наших сведений о гомогенно-каталитических реакциях, катализатором в этом случае есть вещество, непосредственно участвующее в химической реакции, однако, в отличие от остальных веществ, не расходующееся в результате реакции. Гомогенно-каталитические реакции в известном смысле можно рассматривать как предельный случай сопряженных реакций. Общим для тех и других является образование активного промежуточного вещества в результате первичного процесса взаимодействия актора с индуктором (в случае каталитической реакции индуктором служит катализатор). Это промежуточное вещество вступает во вторичный процесс химического взаимодействия с относительно инертным акцептором, вовлекая его в реакцию. Для гомогенно-каталитических реакций характерно то, что катализатор-индуктор, претерпевая замкнутый цикл превращений, регенерирует (восстанавливается) в конце реакции. [c.41]

ПОНЯТИЕ О КАТАЛИЗАТОРАХ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КАТАЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ В НЕФТЕПЕРЕРАБОТКЕ [c.7]

Характерная особенность полупроводниковых катализаторов состоит в том, что их каталитическая активность симбатно связана с величиной их дырочной электропроводности. Это может быть объяснено тем, что механизмы этих процессов имеют общую основу. Поатому изучение механизма электропроводности указанных полупроводников дает непосредственные сведения о механизме самих каталитических процессов, совершающихся на их поверхности. [c.324]

Общие сведения. Промышленные установки этого типа получили широкое распространение в нефтеперерабатывающей промышленности. Особенностью применяемой системы каталитического, крекинга на таких установках является то, что процесс превращения углеводородов осуществляется в слое мелких частиц твердого катализатора (от О до 220 мкм, основная часть 40—80 мкм), энергично и непрерывно перемешиваемых в реакторе восходящим потоком паров сырья и продуктов реакции. Регенерация катализатора проводится в отдельном аппарате, также в слое взвешенных частиц катализатора, но в потоке воздуха в смеси с дымовыми газами. [c.170]

Особого внимания заслуживают выдающиеся работы Н. И. Кобозева по изучению процесса формирования активных центров из разрозненных молекул или атомов катализатора. В этих исследованиях для некоторых химических реакций получены сведения о минимальном числе атомов в агрегате, необходимых для появления у формирующейся частицы вещества каталитической активное Элементарная группа атомов, проявляющая каталитическую актив-ность Швана активным ансамблем . Молекулы, атомы или ионы вещества могут двигаться по поверхности носителя и группироваться в ансамбли, однако эти движения ограничены определенными и весьма небольшими областями миграции . Н. И. Кобозев (1939 г.) показал, что по изменению удельной активности в зависимости от заполнения поверхности носителя катализатором можно рассчитать величину ансамбля, т. е. число атомов в ансамбле и среднюю величину области миграции. Весьма интересна связь, устанавливаемая этой теорией между типичным гетерогенным катализом и действием сложных ферментных катализаторов. Теория ансамблей является одной из важных частей общей теории приготовления катализаторов. [c.8]

Первым этапом этой работы был сбор сведений о каталитических системах и расположение их в виде таблиц в соответствии с положением в периодической системе катализирующего элемента и подразделением по типу химических реакций. Эта задача была осуществлена в основном в первых трех томах справочника. Заключением ее является рассмотрение каталитических свойств веществ в пределах отдельных групп реакций с целью выявления лучших катализаторов, сопоставления их с веществами, обладающими посредственными или плохими каталитическими свойствами в данных реакциях, и нахождение самых общих связей между химическими и каталитическими свойствами простых веществ и их соединений. Именно этому посвящен IV том справочника, который завершает данное издание. Такое первичное обобщение содержащегося в справочнике материала уже на самой первой стадии может оказать практическую пользу, облегчив поиск подходящих катализаторов для новых процессов. Поскольку на этой подготовительной стадии еще не имеется классификации систем, наиболее целесообразна разбивка реакций по группам на основании принятой в химии классификации. [c.5]

Подобные явления сильно затрудняют количественную оценку наблюдаемых на опыте каталитических эффектов. Основной кинетической характеристикой химического процесса в общем случае является константа скорости к, отвечающая п-ому порядку реакции, а также величины и из уравнения (1.1). Менее полные сведения дает определение начальной скорости реакции Оо- Между тем в катализе это не всегда так. Сравнение начальных скоростей часто является наиболее простым способом исключить влияние медленного изменения катализатора при реакции или элиминировать действие побочных процессов, тогда как более трудоемкий путь, связанный с определением порядка реакции п и величин ко и Е, отражает суммарное действие всех факторов, влияющих на скорость реакции, и может дать более искаженные сведения об изучаемом основном процессе. [c.12]

Важными результатами применения этих методов явились 1) сведения о влиянии ядов и промоторов на каталитическую активность (С. 3. Рогинский, Г. М. Жаброва и др.) 2) данные об изменении поверхности в процессе работы и регенерации катализаторов (К. В. Топчиева) 3) сведения о характере хемосорбции — плоскостной (многоточечной), реберной (двухточечной) и об одноточечной ориентации молекул адсорбата (А. В. Киселев, К. В. Топчиева, В. М. Грязное и др.) 4) данные о зависимости каталитической активности от общей ( 5щ) И рабочей (5 в) поверхностей [39—411 [c.87]

Самые общие сведения о функции катализатора в идущей реакции дает изучение кинетики каталитического процесса. Участие катализатора в отдельных стадиях цепного превращения, приводящих к образованию или расходованию различных продуктов окисления, отражается на кинетике их накопления. На рис. 216 [127] показаны кинетические кривые накопления кислот (1), эфиров (2) и карбонильных соединений (3) при окислении смеси свежего и возвратного парафина в присутствии 0,2% КМПО4. Сравнение этих кинетических кривых с кинетикой некатализированного процесса выявляет два основных факта 1) катализатор ускоряет процесс [c.362]

В ней рассмотрено влияние переноса реагентов и продуктов реакции на протекание гетерогенно-каталитических процессов. Приведены общие сведения о закономерностях диффузии в различных режимах и о переносе вещества из потока к гранулаи катализатора. Основное внимание уделено процессам переноса в порах катализаторов. Показано также влияние диффузионных процессов на отравление и регенерацию катализаторов. [c.4]

Как говорилось ранее, в общем окислы молибдена являются менее активными катализаторами реакций гидрирования, чем сульфиды [505, 507]. Однако в литературе имеются сведения о том, что при гидрировании бензола в циклогексан М0О3 представляет собой высокоактивный катализатор, превосходящий по уровню активности сульфиды молибдена, вольфрама и кобальта, но дезактивирующийся в процессе работы благодаря превращению в низшие окислы [505]. Эти данные вызывают сомнение, так как противоречат общей практике каталитического гидрирования под влиянием окисномолибденовых катализаторов, согласно которой трехокись молибдена или сложные катализаторы на ее основе специально активируются предварительным восстановлением водородом в низшие окислы. [c.581]

Этот фермент изучен недостаточно детально, и химизм его действия построен скорее на основе набора брутто-реакций, необходимых с точки зрения общей органической химии для проведения подобного процесса каталитического превращения, чем на анализе элементарных актов ферментативной реакции. Поэтому, как и в предыдущих случаях, проводимые схемы отражают скорее суммарный процесс переноса водорода между различными участками фермента и субстрата и могут не являться элементарными стадиями каталитического процесса. Однако на современном этапе изучения пиридоксалевых ферментов ПJДoбныe сведения представляют определенный интерес, а самое главное, их достаточно для суждения о типе и общем облике кислотно-основного центра этого фермента. Изменения в активном центре катализатора в общем аналогичны предыдущим, и каталитический механизм реакции можно представить в виде [c.236]

Подходом, отличным от изложенного, является поиск закономерностей подбора, основанный ва классифшсации реакций и катализаторов, выделении общих черт и особенностей каталитических систем /3/. При этом рассматриваются все доступные сведения о системах "катализатор-реакция", реальные многокомпонентные гетерогенные катализаторы. Это требует разработки раодональной классификации катализаторов и реакций, систематизации каталитических систем на определенных принципах, например, наименьшего разнообразия катализаторов одного типа, как косвенной характеристики общности механизмов. Однако выделить однозначно хрупцу катализаторов определенного процесса и, тем более, выделить лучшие, на основании литературных данных достаточно сложно,поскольку сведения о катализаторах часто неоднородны, а число их велико. Для целей прогноза нужно уметь определять границы этих классов и иметь критерии априорной оценки новых катализаторов. [c.115]

Приведенные выше краткие сведения о входящих в состав нефтяных остатков химических соединениях, свидетельствует о крайней сложности их химического состава. Наличие широкой гаммы углеводородов различных гомологических рядов, разнообразный качественный и количественный состав гетероатомных соединений с широким диапазоном изменения физико-химических свойств, позволяет отнести нефтяные остатки к особому классу нефтяных дисперсных систем. Исходя из того, что основные химические реакщш каталитического гидрооблагораживання осуществляются на активной поверхности полидисперсных катализаторов с развитой структурой пор, наличие сведений лишь о компонентном составе сырья недостаточно. Эффективность процесса, который в общей форме может быть представлен, как результат взаимодействия двух дисперсных систем сырье — катализатор, зависит от эффективной диффузии молекул к активным центрам и в целом определяется тем, насколько эффективно используется вся активная поверхность катализатора. [c.21]

До 1970 г. наиболее интенсивно развивался процесс без регенерации катализатора. В настоящее время, в связи с повышением требований к октановым числам бензинов, установки платформйн-га начали дооборудовать простейшими схемами для одновременной окислительной регенерации катализатора во всех реакторах установки [16, 18]. Процессы с регенерацией катализатора в резервном реакторе не получили широкого распространения они составляют всего около 20% от общей мощности установок риформинга в США. Суммарная мощность установок риформинга в США в 1970 г. достигала 460 тыс.-м /сутки, т. е. около ПО млн. т/год [17]. Достаточно подробные сведения о промышленном применении каталитического риформинга в других капи-таличестических странах приведены в обзоре [19]. [c.144]

По проекту института ВНИПИнефть осуществляется строительство малогабаритной установки УПН—25 для переработки воробьевской нефти. Установка поставляется в контейнерах и состоит из блоков подготовки, перегонки нефти и сменно-циклического безводородного каталитического риформинга на цеолитсодержащем катализаторе (процесс цеоформинп>). Институт НИПИгазпереработка разработал проект установки УПН—50 с блоками ЭЛОУ исходной нефти, ректификации и каталитического риформинга цеокат бензиновой фракции. На установке предусматривается производство высокооктанового бензина, дизельного топлива и мазута. Примененные технологические решения и сведения о параметрах режима установок УПН—25 и УПН—50 показывают, что их общими недостатками являются низкая четкость ректификации, вероятность получения некачественного дизельного топлива. При малой производительности установок целесообразность строительства в их составе блока риформинга требует дополнительной оценки. [c.161]

Для выяснения механизма гетерогенных каталитических реакций и создания теории катализа большое значение имеют сведения о хемосорбционных свойствах контактов по отношению к отдельным компонентам реакционной среды, а также к их различным смесям в условиях, близких к условиям протекания реакций. В практике катализа цаиболее распространены процессы с использованием двухкомпонентных смесей. Для изучения адсорбции двухкомнонентных смесей газов и паров применяются различные методы [2, 3, 4, 5, 6], из которых наиболее общим и приемлемым является объемно-весовой метод [2, 5]. Однако наряду с двухкомпонентными реакционными смесями применяются и многокомпонентные системы. Так, например, при синтезе аминов на железных катализаторах используется смесь водорода, окиси углерода и аммиака [1]. Для определения адсорбционных свойств контактов по отношению к тройным смесям газов для установления доли участия каждого из компонентов в суммарном эффекте адсорбции, очевидно, дополнительно к объемно-весовым измерениям необходима третья характеристика. Такой величиной может быть изменение концентрации в газовой фазе одного из компонентов газовой смеси в результате адсорбции. [c.160]

Под действием катализаторов с сильными протонными центрами из метилового спирта и Н28 образуется метантиол, но указанные катализаторы не активны в тиолировании высших спиртов. Можно предположить, что это связано с быстрым разложением образовавшегося алкалтиола. Известно [83], что данные катализаторы проявляют высокую активность в этом процессе, причем скорость разложения алкантиола повышается с ростом числа атомов углерода в алкильном радикале. В присутствии катализаторов с парными кислотно-основными центрами взаимодействие метилового спирта с Н28 приводит к образованию как метантиола, так и диметилсульфида. В реакции высших спиртов с Н28 образование диалкилсульфидов не наблюдается. Возможно, они разлагаются имеются сведения [83], что каталитическое разложение диалкилсульфидов происходит со значительно большей скоростью, чем алкалтиолов. Но более вероятной причиной различия является образование при адсорбции реагентов неодинаковых поверхностных форм. Метантиол, полученный в результате тиолирования метанола, активируется вследствие ассоциативной адсорбции на основном центре и реагирует с СНзО-фуппой, давая диметилсульфид [16]. Гомологи метантиола при хемосорбции [80] образуют комплекс с участием как атома серы и акцепторного центра, так и 3-атома водорода алкильной фуппы и основного центра. Это приводит к ослаблению и разрыву связи С-8 и выделению алкена и Н28. В общем виде на катализаторах с парными центрами предлагается следующая упрошенная схема протекания реакций. [c.35]