Избирательность промышленных катализаторов

Избирательность промышленных катализаторов [c.440]

Выбор в качестве промышленных катализаторов алкилирования серной и фтористоводородной кислот обусловлен их хорошей избирательностью, относительной дешевизной, продолжительными циклами работы установок благодаря возможности регенерации или непрерывного восполнения активности катализатора. Каталитическому алкилированию в присутствии серной или фтористоводородной кислоты могут подвергаться парафиновые углеводороды только изостроения, содержащие активный третичный атом углерода. При этом алкилирование изобутана этиленом идет с трудом, очевидно, вследствие стабильности образующихся промежуточных соединений — эфиров. Алкилирование пропиленом, особенно бутиленами, протекает достаточно глубоко. [c.81]

Селективная способность — одно из наиболее замечательных свойств цеолитов. В отличие от обычных катализаторов, цеолиты имеют два типа пор одни определяются размерами пор кристалла цеолита, другие — внутрикристаллической системой, существующей и в промышленных катализаторах крекинга. В зависимости от кристаллической структуры и формы пор цеолиты обеспечивают высокую селективность (избирательность) каталитического крекинга. Например, цеолиты с маленькими порами (4 и 5 А для типа А) эффективны в реакциях, в которых участвуют реагенты с небольшими размерами молекул такие цеолиты избирательно действуют только на пропилен, если, например, он находится в смеси с изобутиленом. При селективном крекинге смеси парафиновых углеводородов на цеолитах, размер пор которых ненамного превышает 5 А, крекинг изопарафинов незначителен. При каталитическом крекинге с использованием цеолитов типа X и У, диаметр пор которых от 9 до 10 А, углеводородные молекулы частично крекируются на внешней поверхности кристалла цеолита, а образующиеся фрагменты подвергаются дальнейшему крекингу внутри полостей. [c.101]

Промышленные катализаторы обладают весьма высокой избирательностью. В присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора реакции разрыва связей С—С или насыщения ароматических колец практически не протекают. Однако этот катализатор высокоактивен в реакциях разрыва связей С—S и обладает высокой термической стойкостью. Он достаточно активен в реакциях насыщения непредельных соединений, разрыва связей С—N С—О и практически пригоден для гидроочистки любых нефтяных фракций. [c.139]

Стабильность катализатора — это сохранение активности и избирательности его в процессе периодически повторяющихся циклов крекинг — регенерация. Высокая температура, присутствие паров воды, наличие некоторых металлов резко снижают стабильность катализатора. Как правило, при незначительном содержании паров воды промышленные катализаторы до 600° С стабильны. Преобладающий размер пор катализатора 50—100 А и удельная поверхность до 600 м /г. Эта пористая структура разрушается нри высокой температуре в присутствии водяных паров. Размер пор возрастает, удельная поверхность уменьшается. При этом изменяется и характер поверхности катализатора. Алюмосиликатный комплекс, который является активным центром катализатора, разлагается на окись алюминия и двуокись кремния, не обладающие каталитической активностью. Тяжелые металлы при наличии в исходном сырье серы значительно изменяют селективность катализатора в сторону образования как газообразных продуктов (водорода, метана) так и кокса. [c.237]

С термодинамической точки зрения возможны различные реакции превращения рабочего газа. Образование метана [уравнение (4)] осуществляется легче, чем реакция конверсии СО. В некоторых условиях может происходить реакция диспропорционирования СО на углерод и СО2 [уравнение (5)]. Первым требованием при выборе активного компонента промышленного катализатора является его способность избирательно катализировать выбранные реакции. Для использования при низких температурах была выбрана медь, так как она селективна и позволяет катализировать реакцию конверсии без образования метана и углерода. [c.138]

Повышение активности единицы объема, характеризующей промышленную ценность катализатора, достигается увеличением работающей поверхности. Это может быть обеспечено увеличением внутренней поверхности и созданием оптимальной пористой структуры катализатора, обеспечивающей высокую степень использования его внутренней поверхности. При одновременном протекании нескольких реакций изменение пористой структуры позволяет в определенных пределах регулировать и избирательность действия катализаторов. [c.139]

Основные факторы процесса. В качестве промышленных катализаторов алкилировання применяют только серную кислоту и жидкий фтористый водород. Выбор этих веш еств обусловлен их хорошей избирательностью, удобством обращения с жидким катализатором, относительной дешевизной, продолжительными циклами работы установок благодаря возможности регенерации или непрерывного восполнения активности катализатора. [c.287]

Каталитическое окисление сероводорода представляет интерес, прежде всего, как эффективный способ очистки от него выбросных промышленных газов. Кроме того, исследование этого процесса имеет значение для разработки теории избирательного действия катализаторов, поскольку при окислении сероводорода возможно образование трех сер усо держащих продуктов серы, сернистого газа, серного ангидрида. [c.268]

Говоря о подборе лучшего катализатора, следует, прежде всего, уточнить, каким требованиям должен отвечать промышленный катализатор. Обычно принято оценивать качество катализатора по максимальной производительности единицы объема катализатора и по избирательности. Это действительно основные его характеристики, однако они далеко не полностью определяют его качество как промышленного катализатора, его конкурентноспособность по отношению к другим известным катализаторам заданного процесса. Катализатор должен обладать также достаточной механической прочностью, незначительно уменьшающейся в процессе работы, термической устойчивостью, малой отравляемостью и утомляемостью, что определяет продолжительность цикла его работы, легкой регенерируемостью, невысокой стоимостью и др. [c.158]

Промышленные катализаторы по своей структуре, строению и принадлежности к определенным типам твердых тел резко отличаются от биохимических катализаторов-ферментов, действуюш их в живой природе. Ферменты — микрогетерогенные катализаторы ускоряют при температуре 20— 40° С разнообразные типы химических процессов как разложения, так и сложнейшего синтеза. Активность и избирательность их действия, как правило, превышает активность и избирательность синтезированных, наиболее активных из известных гетерогенных катализаторов. Интенсивное изучение биохимических катализаторов-ферментов, проводимое в последние годы, показало, что активность их в процессах окислительно-восстановительного типа обязана присутствию металлов, связанных с белковой частью фермента хелатной связью [1—4], В ряде работ для гомогенных катализаторов удалось получить модель фермента-каталазы на основании использования комплексных хелатных -соединений меди [5—7]. В последние годы химиками-органиками осуществлен синтез хелатных полимеров, которые содержат в цепочке полимера различные атомы металлов, связанные хелатной связью с атомами-аддендами в хелатном узле единичного звена полимера [8—11] [c.219]

Была проверена [31] пригодность многочисленных катализаторов реакции гидродеалкилирования. Опыты проводили при температуре 530 °С, давлении 50 ат и мольном соотношении водород углеводород, равном 4 1, ароматическом экстракте с пределами кипения 204— 286 °С, выделенном из легкого циркулирующего газойля каталитического крекинга. В указанных условиях окись алюминия и древесный уголь скорлупы кокосовых орехов способствовали гидродеалкилированию, правда, в незначительной степени. Степень превращения значительно повышалась при добавлении к катализатору ванадия или металлов VI группы периодической системы. Дополнительное добавление щелочного металла значительно снижало образование кокса, которое без этого добавления достигало 2—7% на сырье. Из испытывавшихся катализаторов одним из лучших оказался подщелоченный алюмохромовый, который легко регенерировался окислением, хотя избирательность реакции на нем была значительно ниже, чем в присутствии современных промышленных катализаторов. На реакции гидрирования и образования газов при гидродеалкилировании, например метилнафталина, расходовалось примерло [c.195]

В течение ряда лет нами проводятся исследования по созданию эффективных железосодержащих катализаторов для дегидрирования олефинов С4—С5. Настоящая работа посвящена сравнительной оценке характеристик отечественных промышленных катализаторов, а также вновь разработанных катализаторов в НИИМСК с зарубежными, выявлению некоторых закономерностей дегидрирования с целью определения направления дальнейших исследований. Сравнение производилось по всем важнейшим характеристикам катализаторов, определяющим их эффективность в промышленности, т. е. каталитической активности, избирательности, прочностным свойствам, термостойкости, пористой структуре. [c.5]

Основные требования к катализаторам, применяемым в промышленности, состоят в следующем. Катализаторы должны быть достаточно активными, т. е. обеспечивать необходимую скорость реакции при возможно более низких температурах, и обладать избирательным действием — ускорять основную реакцию, не ускоряя нежелательных побочных реакций. Кроме того, промышленные катализаторы должны быть дешевыми, механически прочными и достаточно стойкими к действию ядов, содержащихся в реакционной смеси (см. ниже). [c.237]

Однако на практике в условиях промышленного каталитического процесса состав и свойства катализатора меняются в той или иной мере и его ускоряющее действие уменьшается. Практическое поведение промышленных катализаторов связано с основными, их технологическими характеристиками активностью, производительностью, температурой зажигания, избирательным действием (селективностью), износоустойчивостью, отравляемостью и т. п. Основной характеристикой катализаторов служит их активность Л, т. е. мера ускоряющего действия катализатора по отношению к данной реакции. Чем активнее катализатор, тем при относительно меньшей температуре ю кнo вести процесс, что дает значительные преимущества, как экономические, так и технологические, например, увеличение равновесного и фактического выхода обратимых экзотермических реакций, уменьшение количества побочных продуктов, снижение расходных коэффициентов по сырью, улучшение качества продукта. [c.234]

Для одной и той же реакции можно использовать различные катализаторы. Вместе с тем действие катализаторов избирательно, т. е. катализатор, применяемый для одного химического процесса, не всегда годится для других. В химической промышленности катализаторы приобретают все большее значение, е их участием получают серную кислоту, аммиак, азотную кислоту из аммиака и пр. [c.40]

Весьма заманчивым было попытаться отыскать катализатор, удовлетворяюш ий этим требованиям, среди промышленных катализаторов. Естественно было обратиться к катализаторам, применяемым процессах гидроочистки крекинг-бензинов. В этих процессах ставится задача провести избирательное гидрирование диеновых углеводородов и гидрогенолиз сераорганических соединений, содержащихся в крекинг-бензинах, без значительного насыщения монооле-финовых углеводородов. Естественно, что катализаторы гидрогенизации, применяемые в этих процессах, должны обладать определенной избирательностью. [c.394]

Низкая избирательность кислотных катализаторов, обычно используемых при крекинге, обусловливает протекание и побочных реакций (изомеризации, переноса водорода, переалкилирования ароматическух углеводородов и циклизации). В результате основных реакций образуются углеводороды меньшей молекулярной массы (на этом основано промышленное производство бензина), а при побочных реакциях образуются соединения более высокой молекулярной массы (газойли, кокс) [22]. [c.45]

Катализаторы ускоряют реакции в сотни и миллионы раз, что имеет большое практическое значение для современной химической промышленности. Катализаторы дают возможность проводить процессы, протекаюш,ие некаталитически во много стадий или вообш,е неосу-ш,ествимые, на поверхности контакта как бы в одну стадию. Наконец, катализаторы обладают, как и ферменты, драгоценным свойством избирательности, т. е. в зависимости от характера, состава и метода получения они способны проводить реакцию лишь в одном направлении, подавляя побочные. [c.20]

В настоящее время вырабатываются промышленные- катализаторы крекинга трех основных тинов природные, синтетические и по-тгусинтетические. Важное значение для выбора катализатора имеют такие свойства, как активность, избирательность, легкость регенерации, физическая стабильность я др., но решающее значение имеет цена. Самые дешевые катализаторы — природные, самые дорогие — синтетические полусинтетические занимают промежуточное положение. При выборе катализатора для каждого нефтеперерабатывающего завода необходимо учитывать все факторы, но в данной главе будут рассмотрены лишь факторы, обусловливающие специфические эксплуатационные показатели и свойства катализатора. [c.173]

Основной упор в натоящее время при разработке аморфных катализаторов фирмой ЮОПи делается на избирательную способность катализаторов по отношению к дистиллатам. Поскольку алюрфные катализаторы обладают большими преимуществами по сравнению с ранее применявшимися промышленностью цеолитными катализаторами, благодаря их избирательным свойствам по отношению к дистиллатамуИ стабильности выхода продукции, симорфные катализаторы стали основными из группы катализаторов DN фирмы ЮОПи. [c.306]

К промышленным катализаторам предъявляются следующие основные требования достаточно высокая активность, стойкость к действию контактных ядов, избирательность, стабильность в работе, достаточная теплопроводность, термостойкость, механичесг.ая лрочность, малая стоимость. К катализаторам реакторов кипящего слоя (с. 245) предъявляется дополнительное требование — высокая износоустойчивость зерен при ударах и трении друг о друга, о стенки реактора и теплообменных устройств. Интенсивность работы (активность) промышленного катализатора. можно определить по формулам [c.234]

Наряду с активностью и пористой структурой промышленных катализаторов к важнейшим их свойствам относятся стабильность, селективность, или избирательность действия, прочность, нас гпная плотность. Стабильность катализаторов определяется устойчивостью к длительному воздействию температуры (при которой проводится процесс), а также компонентов газовой смеси, отравляющих катализатор. [c.96]

Под прочностью катализаторов обычно подразумевают раздавливающее усилие по торцу или по образующей гранулы, отнесенное к единице площади поперечного сечения гранулы. Реже прочность характеризуется степенью истираемости кусочков катализатора. Оба показателя влияют на срок службы катализаторов. Избирательность действия катализаторов, характеризуется массовым соотношением между целевым и побочным продуктами. Основные характеристики катализаторов определяются их химическим составом и способом приготовления и, следовательно, закладываются при их производстве [149]. Однако сохранение высокого качества катализатора на протяжении всего периода эксплуатации достигается только в результате соблюдения всех необходимых норм его эксплуатации. Самый высококачественный катализатор может быть выведен из строя в течение короткого времени из-за нарушения требуемых правил обращени.ч с катализатором. Для каждого промышленного катали- [c.96]

Известно, какую важную роль играет применение носителей для повышения активности, а также избирательности катализаторов. Один из важнейших носителей — у-окись алюминия — приобрел особенно большое значение после приготовления Н. Д. Зелинским [13] катализатора К1/А1,0з, который оказался особенно пригодным для гидрирования ароматических колец и дегидрирования алициклических соединений. Впоследствии 7-А12О3 получила исключительно большое значение как носитель для промышленных катализаторов дегидроциклизации. Однако до сих нор остается необъясненным, почему 7-А12О3 играет такую большую роль в качестве носителя в указанных тинах катализаторов (см., например, [14]). [c.87]

Л. Н. Теренин и его ученики успешно применяют оптические методы для решения многих проблем катализа. А. Н. Фрумкин разработал совершенный электрохимический метод изучения адсорбции газов и структуры поверхности металлов. А. В. Фрост, Д. П. Добычин, П. Д. Данков и др. для изучения механизма реакции гидрогенизации этилена пользовались измерением электропроводности катализатора во время реакции. О. И. Лейпунский и А. В. Ривдель исполъзовали изменение разности контактных потенциалов для выяснения природы активированной адсорбции. Для изучения ориентации молекул в адсорбционном слое на твердых контактах А, X. Борк воспользовался точными кинетическими исследованиями. С. 3. Рогинский и И. Е. Брежнева для изучения поверхности твердых контактов и происходящих на них процессов воспользовались омечеными атомами, применяя искусственные радиоактивные изотопы. Рентгенографическое исследование влияния параметров решетки и размеров первичных кристаллов на активность и избирательность действия катализаторов, а также рентгеновский анализ промышленных катализаторов проводили А. М. Рубинштейн, Г. С. Жданов, В. П. Котов и Г. Д. Любарский. Исследование поверхностных слоев методом дифракции быстрых электронов в течение нескольких лет ведет 3. Г. Пинскер. Электронномикроскопические исследования катализаторов проводят А. Б. Шехтер, С. 3, Рогинский и др. В последние годы для изучения катализаторов начали применять термический анализ. [c.11]

С этой точки зрения интересно рассмотреть данные табл. 37 по влиянию ряда бинарных катализаторов (окиси некоторых металлов на окиси алюминия) на выход продуктов и избирательность реакции дегидрирования н-бутана в бутилен (№ 12— 18). Видно, что наиболее активными в этом случае являются контакты, содержащие V2O3 или СГ2О3, причем алюмо-ванадиевые катализаторы уступают алюмо-хромовым в селективности. Именно поэтому промышленный катализатор дегидрирования парафинов С4—С5, как уже указывалось, разработан на основе Сг Оз — Al Og. [c.175]

Реакция окисления аммиака в окислы азота практически не может идти без катализаторов. Однако промышленные катализаторы должны обладать четко выраженными избирательными свойствами ускорять только процесс окисления аммиака до окиси азота, но не способствовать разложению аммиака или окислению его до элементарного азота. Наиболее распространенным катализатором, применяемым в промышленности, является платина с добавкой 5—10% родия. Из сплава платины с родием делают тонкие нити, из которых плетут сетки. Такие сетки, положенные друг на друга в виде пакета, помещаются в реактор, куда поступает смесь азота с воздухом. Промышленный процесс окисления проводят при температуре 700—800° С и повышенном давлении. Перед пуском реактора катализаторные сетки предварительно нагртеают. [c.28]

Пропитку гранулированного носителя осуществляют различными способами. Часто применяют метод пропитки в избытке раствора. В этом случае предварительно определяют адсорбционное равновесие между раствором разных концентраций и носителем. Особо следует обратить внимание на возможность избирательной адсорбции компонентов из раствора носителем. Пропитывающий раствор готовят такой концентрации, чтобы поглощенное по расчету количество солей создавало в готовом катализаторе нужную концентрацию активного компонента. Пропитку гранул (в том числе и таблеток) носителя можно осуществлять достаточно примитивно в чанах или чашах с последующим отделением избытка раствора на путч-фильтрах или центрифугах. Более рациональным, однако, является применение специальных пропиточных машин (рис. УП.б) [44]. Пропиточная машина представляет собой движущуюся бесконечную ленту на которой подвешены сетчатые корзины из нержавеющей стали или другого подходящего материала. Носитель загружается из бункера в корзины. При движении ленты корзины опускаются на некоторое время в короб с пропитывающим раствором в нем, а затем приподпимаются и перемещаются в обратном направлении над коробом, давая раствору стечь в короб. Пропиточные машины имеют то преимущество, что процесс осуществляется непрерывно и механизированно и, кроме того, пропитанный раствором носитель без выгрузки из машины может подвергаться дальнейшим операциям. Для этого лента машины с подвешенными корзинами может, например, последовательно проходить тоннельные сушильные и прокалочную печи. В случае пропитки носителя в чанах эти операции естественно, требуют перегрузки массы. Примерами промышленных катализаторов, которые приготавливают описанным способом, являются никелевые катализаторы на активированном угле или активной окиси алюминия, применяемые для многих процессов восстановления и гидрирования. [c.326]

Смешанны гель окиси хрома и окиси кремния, полученный взаимодействием хромовой кислоты с этиловым эфиром ортокрем-ниевой кислоты в присутствии спирта, имеет большую избирательность в реакции изомеризации. Улучшение свойств хромового катализатора может быть объяснено либо увеличением поверхности ок1геи хрома, либо образованием дополнительных кислотных центров в результате химического взаимодействия между окислами, входящими в состав геля. Используемый обычно в процессах риформинга алюмо-хромовый катализатор, приготовляемый совместным осаждением гелей обоих окислов, менее активен, чем свежеприготовленный гель окиси хрома. Одпако ввиду снижепия крекирующей способности катализатора возрастает его избирательность относительно реакции изомеризации. Наличие окиси алюминия в промышленных катализаторах этого гипа диктуется главным образом требованием высокой продолжительности жизни катализатора. [c.493]

Важнейшие показатели каталитических производств такие, как выход полезного продукта, интенсивность процесса, длительноиь непрерывной работы установок определяются свойствами применяемых катализаторов. Качество катализатора обычно оценивается по максимальной производительности контакта и его избирательности. Наряду с этим промышленные контакты должны обладать достаточной механической прочностью, термической устойчивостью, малой отравляемостью. Согласно обобщенным требованиям к промышленным катализаторам, лучшим катализатором для данного процесса является тот, на котором при данном уровне техники и экономики можно получить наиболее дешевую продукцию требуемого качества Д/. Такой катализатор должен обеспечивать достаточно высокую производительность промышленных установок, быть удобным в применении. [c.17]

Из табл. 7 видно, что металлы, заключенные во внутренних зонах зерен равновесного катализатора в результате спекания нри термических воздействиях, выводятся из сферы реакции крекинга и поэтому не могут способствовать отравлению катализатора. Согласно данным, накопленным на протяжении 5 месяцев работы иромышлепной установки, влияние такой изоляции металлов наблюдалось также в заводских условиях. Из фиг. 8 видно существование четко выраженной зависимости между образованном водорода (аналогичным отношению газ бензин) и содержанием ванадия в сырье между образованием водорода и содерншнием ванадия в катализаторе такой зависимости не обнарун ено. Плотность газов, получавшихся в лабораторных опытах на промышленном катализаторе при одинаковой продолжительности, приблизительно соответствует образованию водорода на промышленной установке. Поскольку эти лабораторные продукты были получены из одного незагрязненного газойля, можно считать, что образование водорода на заводской установке определяется в большей степени избирательностью катализатора, чем избирательным крек1Шгом различных видов сырья. [c.262]

Изучалось влияние количества СГ2О3 и промотирования алюмо-хромовых катализаторов на их активность [86]. Показано, что при увеличении содержания СГ2О3 от 2 до 12,5% активность катализатора в реакции дегидрирования н-бутана возрастает. Промышленные катализаторы для одностадийного дегидрирования бутана в вакууме содержат 18—20% СгзОд [89]. Добавка в определенных количествах (1—2%) окисей щелочных или щелочноземельных металлов повышает выход бутилена и избирательность, а также улучшает стабильность катализаторов дальнейшее увеличение содержания промотора приводит к ускорению углеобразования. [c.33]

Изложенные закономерности описывают кинетику собственно химич. превращения, не осложненного влиянием процессов переноса реагирующих веществ и тепла (область химич. кинетики). Промышленные катализаторы обычно представляют собой пористые зерна с развитой вяутрепней поверхностью, в десятки тысяч раз превышающей нарун ную поверхность. При достаточно бoльпJOЙ скорости химич. превращения наблюдаемая скорость каталитич. процесса зависит от скорости диффузионного переноса реагирующих веществ внутрь зерен и продуктов реакции в обратном направлении. Больиюе значение ири этом имеет пористая структура катализатора (объем и размеры пор), влияющая как на активность, так и на избирательность катализатора. Для каждого каталитич. нро- [c.236]

Изучение-процесса восстановления хлорнитробензолов в присутствии ряда гидрирующих люталлов [I] ограничило выбор активного компонента для промышленного катализатора металлами, нерастворимыми в соляной кислоте, которые по активности и избирательности могут быть расположены в следующие ряды [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология