Состав и свойства промышленных катализаторов

Состав и свойства промышленных катализаторов [c.55]

Фундаментом прогнозирования активности, селективности и других специфических свойств катализатора должна стать детальная микроскопическая теория гетерогенного катализа, опирающаяся на современные представления квантовой химии и теории твердого тела. Описывая элементарные акты реакций и превращений вещества на поверхности реального катализатора, такая теория в принципе дает возможность не только в полной мере понять механизм, кинетику и термодинамику катализа, но и предсказать каталитическую способность того или иного металла, полупроводника, диэлектрика в конкретной химической реакции. Однако незавершенность теорий катализа не позволяет однозначно предсказывать оптимальный состав промышленных катализаторов и другие их характеристики для действующих и проектируемых производств. До сих пор решение проблемы подбора катализаторов опирается в значительной мере на эмпирические подходы, сопряженные с большими затратами рутинных форм труда. Так, в поисках первого катализатора для синтеза аммиака было исследовано около 20 тыс. различных веществ [1, 2]. В 1973 г. число известных органических соединений оценивалось в 6 млн. Ежегодно только в нашей стране синтезируется более 40 тыс. новых химических соединений. Таким образом, разработка научно обоснованных целенаправленных стратегий поиска катализаторов представляет актуальную проблему современного катализа. Актуальность проблемы подтверждается еще и тем, что коло 90% промышленных химических и нефтехимических производств ведется с применением катализаторов. [c.56]

На активность ферментов существенно влияют активаторы, ингибиторы, каталитические яды, состав и свойства среды. Ферменты по ряду свойств превосходят промышленные катализаторы — они высокоспецифичны, активны при комнатной температуре и обычном давлении. Поэтому сейчас интенсивно ведутся работы по синтезу и исследованию катализаторов, моделирующих отдельные особенности действия ферментов — комплексных соединений, металлорганических, органических полупроводников, полимеров и т. п. [c.633]

Катализаторы каталитического крекинга также характеризуются большим числом показателей к ним относятся индекс активности, индекс стабильности, насыпная масса, химический состав, содержание металлов и т. д. Из многочисленных показателей в промышленных условиях определяют только индекс активности и гранулометрический состав. Свойства катализатора определяют путем лабораторных анализов, производимых не чаще одного раза в сутки. [c.31]

Вспомогательные добавки улучшают или придают некоторые специфические физико-химические и механические свойства цеолитсодержащих алюмосиликатных катализаторов (ЦСК) крекинга. ЦСК без вспомогательных добавок не могут полностью удовлетворять всему комплексу требований, предъявляемых к современным промышленным катализаторам крекинга. Так, матрица и активный компонент - цеолит, входящий в состав ЦСК, обладают только кислотной активностью, в то время как для организации интенсивной регенерации закоксованного катализатора требуется наличие металлических центров, катализирующих реакции окислительно-восста-новительного типа. Современные и перспективные процессы каталитического крекинга требуют улучшения и оптимизации дополнительно таких свойств ЦСК, как износостойкость, механическая прочность, текучесть, стойкость к отравляющему воздействию металлов сырья и т.д., а также тех свойств, которые обеспечивают экологическую чистоту газовых выбросов в атмосферу. [c.453]

Кроме основной реакции в промышленных процессах алкилирования бензола пропиленом проходят также реакции олигомеризации пропилена с образованием ди- и тримеров. пропилена, изомеризации и дисмутации алкилбензолов, образуется некоторое количество н-пропилбензола. Протекание побочных реакций снижает выход целевого продукта — изопропилбензола— и отрицательно влияет на свойства применяемого катализатора. Состав реакционной смеси можно изменять, применяя различные катализаторы и варьируя условия проведения процесса — температуру, давление, мольное соотношение бензола и пропилена, промотора и сырья, тип промотора и др. [c.6]

Основные технологические характеристики промышленных катализаторов активность (интенсивность) и селективность, стабильность и регенерируемость, гранулометрический состав, плотность и механическая прочность. Наиболее важные физико-химические свойства — пористость, кислотность (основность), дифференциальная поверхность, эффективные коэффициенты диффузии и теплопроводности. [c.89]

Определение физических свойств. Наиболее важными физическими свойствами катализаторов, которые определяются при их рутинном анализе, являются удельная поверхность, удельный объем пор, распределение" пор по размерам, прочность на истирание, гранулометрический состав и, наконец, термическая и гидротермальная стабильность. Для оценки качества промышленных катализаторов часто гораздо важнее знать их физические свойства, а не химический состав (хотя во многих отношениях они взаимосвязаны). [c.243]

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]

Работа проводилась на промышленном катализаторе Уфимского НПЗ, состав и свойства которого приведены ниже [c.39]

Проблема производства алюмосиликатных катализаторов с высоким индексом активности возникла в связи с разработкой отечественного процесса каталитического крекинга с циркулирующим порошкообразным катализатором. Катализатор — один из решающих факторов, определяющих выходы бензиновых фракций и их состав, а следовательно, и моторные свойства. Основные требования, предъявляемые к катализаторам для промышленных процессов каталитического крекинга, сводятся к следующему. Катализатор должен обладать достаточно высокой каталитической активностью, обеспечивающей оптимальный выход бензинового дистиллята за однократное крекирование сырья при минимальных выходах газа и кокса. У него должна быть механическая прочность, гарантирующая минимальные потери его вследствие истирания за счет пневмотранспорта и других механических факторов. Катализатор должен быть термоустойчив и сохранять свою каталитическую активность и механическую прочность при воздействии температур порядка 500—600 °С в процессе регенерации. [c.208]

При промышленной реализации гетерогенно-каталитических процессов приходится регулировать скорости и направления химических реакций, механизм которых известен лишь в самых общих чертах, а катализаторами служат сложные твердые вещества, свойства которых до сих пор до конца не выяснены и в состав которых могут входить почти все элементы Периодической системы Менделеева. [c.9]

В отечественной промышленности алюмосиликатные катализаторы крекинга производятся двух типов — шариковый и микросферический, соответственно, для установок с движущимся и псевдоожиженным слоем катализатора. Физикохимические и технологические характеристики некоторых марок катализаторов представлены в табл. 7.23. Следует иметь в виду, что во время эксплуатации катализатора качество его ухудшается, однако вследствие постоянного вывода отработанного и добавления свежего катализатора, устанавливается равновесный состав циркулирующего в установке катализатора с некоторыми средними свойствами. [c.405]

В настоящее время большое внимание уделяется изучению влияния металлов, отлагающихся на поверхности катализаторов в промышленных условиях, на свойства катализатора, материальный баланс процесса и качество продуктов крекинга. Металлы могут влиять не только на выход и химический состав продуктов крекинга. Накапливаясь на поверхности катализатора и обладая иными каталитическими свойствами, чем сам катализатор, они могут определенным образом влиять на характер распределения кокса по радиусу частиц в стадии крекинга и на кинетику и механизм выгорания кокса в стадии регенерации катализатора. [c.109]

Эффективность работы катализатора помимо его химической природы в значительной степени зависит от условий формирования его свойств на равных этапах приготовления, условий эксплуатации, а также конструкции реактора используемые в промышленности способы приготовления катализаторов дегидрирования можно разделить на три основные группы осаждение из растворов солей, пропитка носителей, смешение порошкообразных материалов, причем заключительные стадии — формование и термообработка — могут быть одинаковыми. Фазовый состав катализаторов дегидрирования формируется на основных стадиях приготовления и не претерпевает существенных изменений в процессе эксплуатации катализаторов [11]. Регулирование структуры пор и удельной поверхности осуществляется на разных стадиях приготовления катализатора, эти показатели зависят от дисперсности исходных веществ и условий их термообработки [12, с. 4]. [c.134]

При разработке поризованной композиции и подборе составов газобетона в качестве дисперсных наполнителей применялись шамотный порошок и тонкомолотый шамот производства Челябинского металлургического комбината и высокоглиноземистые промышленные отходы - отходы производства нормального электрокорунда АО "Челябинский абразивный завод" (высушенные корундовые шла-мы - порошок с размером зерна 0... 0,2 мм), удовлетворяющие требованиям ГОСТ 20910, и отработанный алюмохромовый катализатор ПМ-2201 ОАО "Каучук" (г. Стерлитамак) по ТУ 38.103544-89. Химический состав и свойства заполнителей приведены в табл. 1,2. Выбор данных заполнителей обусловлен как их свойствами и составом, так и обширным положительным опытом использования в газобетоне на других фосфатных связках. [c.10]

Как можно отметить, в настоящее время ббльшая часть выпускаемого в России бензина имеет октановое число 76, измеренное по моторному методу, что соответствует 80 по исследовательскому методу. Этот бензин не имеет аналогов в мире из-за низких эксплуатационных свойств и не отвечает требованиям, предъявляемым к современным двигателям. При проведении всех описанных мероприятий возможно резко снизить его выпуск уже в ближайшие 5-10 лет. То же самое можно отнести к производству этилированных бензинов. Эти бензины настолько экологически вредны, что снижение их выпуска должно стать первоочередной задачей всей нефтеперерабатывающей промышленности. Кроме того, этилированные бензины не позволяют ставить на выхлопные трубы автомобилей нейтрали-заторы-катализаторы, которые дожигают СО до СО2, поскольку свинец, входящий в состав этиловой жидкости, необратимо отравляет катализатор. Решить эту проблему можно только, увеличивая выпуск неэтилированных бензинов и устанавливая нейтрализаторы в автомобили. [c.257]

Таблица 111-121. Состав и некоторые свойства катализаторов гидрирования, наиболее распространенных в промышленности

Систематические исследования процесса дегидрирования олефиновых углеводородов позволили установить закономерности 4юрмирования свойств фосфатных катализаторов и разработать новые более эффективные катализаторы ИМ-2204 и ИМ-2206. В общем виде состав катализатора выражается формулой СЗдЫ (Р04)е Сг20з. Характеристики фосфатных промышленных катализаторов приведены в табл. 26. Химический состав катализатора КНФ, % (масс.) [c.137]

При изготовлении промышленных катализаторов широко нспользук)т явление их промотирования, открытое в начале нашего века. Явление это заключается в том, что после введения в состав катализатора небольших количеств (порядка нескольких весовых процентов) веществ — промоторов, в ряде случаев и не о бладающих каталитичеекима свойствами, активность ускорителя резко возрастает, и вместе с тем возрастает его устойчивость к действию высоких температур и рав-личных загрязнений. [c.21]

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]

В настоящее время выход высококачественных топлив увеличивают не только наращиванием мощностей каталитических процессов, но и повышением качества промышленных катализаторов. Последнее достигается подбором оптимальной композиции активных компонентов, входящих в состав катализаторов, и улучшением и стабилизацией свойств активной окиси алюминия, содерасание которой в сложных катализаторах, применяемых для гидрогенизационных процессов, колеблется от 70 до 99 . [c.1]

В книге приведены промышленные паимепования, химический состав, свойства и области применения более 6500 промышленных полимерных материалов и их компонентов, выпускаемых многочислмгными заруб к1п.1ми фирмами искусственные и синтетические волокна, искусственные и синтетические смолы, пластики и конструкционные полимерные материалы, ионообменные смолы, синтетические каучуки, клеи, покрытия, вспомогательные полимерные материалы для ряда отраслей промышленности, пластификаторы, разнообразные стабилизаторы, наполнители, антиоксиданты, ускорители вулканизации, красители и пигменты для пластмасс, волокон и каучуков, исходные продукты полимеризации и поликонденсации, катализаторы, вспомогательные, поверхностно-активные и прочие материалы. Физико-механические, диэлектрические свойства зарубежных промышленных полимерных материалов, их стойкость в агрессивных химических средах, а также стойкость ряда материалов к -облучению представлены в таблицах. [c.3]

Гетерогенные катализаторы характеризуются рядом физических свойств. Фракционный состав зерен катализатора определяют ситовым и седиментацион-ным анализом, фазовый состав — рентгеноструктурным и электронно-микроскопическим методами. Важной характеристикой является удельная площадь поверхности, отнесенная к единице количества катализатора. Ее определяют адсорбционным путем или газохроматографическим способом. Средний радиус пор вычисляют делением удвоенного удельного объема пор, определяемого по истинной и кажущейся пористостл катализатора, на удельную площадь поверхности. Имеет значение и распределение пор по радиусам, которые определяют капиллярной Конденсацией какого-либо вещества. Значение этих характеристик необходимо при каждой исследовательской работе, и они обязательно содержатся в паспорте промышленного катализатора. [c.443]

МО оксидов кремния и алюминия в состав цеолитов входят оксиды Ыа, Са, К. Цеолиты имеют кристаллическую трехмерную каркасную структуру. Простейшей структурной единицей является правильный тетраэдр, в центре которого находится кремний. Структура цеолита напоминает ряд птичьих клеток , связанных друг с другом со всех шести сторон. Каждая клетка открывается в соседнюю клетку отверстием, позволяющим небольшим молекулам пройти внутрь клетки. Благодаря этой особенности структуры, цеолиты способны адсорбировать большие количества веществ с малыми молекулами, при этом молекулы поглощаются не поверхностью полости, а объемом. Цеолиты, кроме того, обладают катионообменными свойствами и являются хорошими катализаторами. Алюмосиликаты широко распространены в природе (шабазит, ферроврит, мордеиит и т. д.), кроме того, их легко получить искусственным путем. Промышленно производятся искусственные цеолиты марок КА, МаА, СаА, ЫаХ, СаХ. Первая часть марки фиксирует название катиона, вторая — тип структуры. Цеолиты типа А относятся к низкокремнистым формам, в них отношение 5 02 А12О3 не превышает 2, а диаметр входного окна составляет 0,3— [c.90]

Шелл дивелопмент компани разработала неосажденные катализаторы из окиси железа, промотированные карбонатом калия. Такой катализатор, известный как Шелл 105 и имеющий состав 90% ГегОз, 4% СггОз и 6% КгСОз, обладает хорошим самореге-нерирующими свойствами, требует меньше пара, но его селективность несколько ниже. При глубине превращения 27% выход бутадиена составляет 68—72%. С увеличением глубины превращения селективность катализатора снижается. При этом образуется больше газообразных продуктов, окислов углерода. Срок службы такого катализатора высокий — достигает нескольких месяцев. Катализатор Шелл 105 широко применяется в промышленных условиях. [c.71]

Стабилизация и длительное ос ществление циклических режимов в широкой области экспериментальных условий показывают возможность нестационарного ведения процесса в одном слое катализатора при низких температурах исходной (смеси. Общее свойство экспериментальных циклических режимов — близость протекающих в них процессов к рассмотренному ранее явлению распространения теплового фронта. На это указывает примерное постоянство максимальной температуры во времени, неизменность формы температурного профиля на участке слоя, где катализатор отдает тепло исходной смеси. Как и в процессе распространения фронта, реакция в основном протекает в узкой зоне по длине слоя, в которой температура газа повышается от 380—400°С до максимальной. Далее имеется область с почти неизменной температурой, близкой к Гти. В этой области скорость реакции мала, а состав смеси близок к равновесному. Тепло, полученное газом в зоне реакции, расходуется на подогрев участков слоя, противоположных входу реакционной смеси. Вследствие высокой тепловой емкости катализатора эти участки слоя разогреваются постепенно, что вызывает образование падающего по длине (с ростом степени превращения) температурного профиля. Такой профиль отвечает требованию оптимального температурного режима обратимых реакций. Это позволяет увеличить степень превращения SO2 по сравнению с равновесной, достигаемой нри температуре Тша.%- Заметный прирост степени превращения на участке слоя катализатора с надаюнщм температурным профилем наблюдался в большинстве нестационарных режимов. Например, в режиме, показанном на рис. 4.6, конечная степень превращения выше равновесной при = 580°С на 10—12% и составляет 94—95%. В режиме 9 (см. рис. 4.7) прирост степени превращения над равновесной равен примерно 3%. Интересно отметить, что активность и прочностные характеристики промышленного ванадиевого катализатора не изменились после длительного периода работы в нестационарных условиях [3]. [c.109]

В книге изложены основы современного каталитического крекинга нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах. Рас-смотрена характеристика сырья, приведены состав и свойства современных промышленных цеолитсодержащих катализаторов (отечественных и зарубежных). Освещены вопросы термодинамики, механизма, химизма и кинетики каталитического крекинга, технологических закономерностей превращения нефтяных фракций, за-коксовывания и регенерации цеолитсодержащих катализаторов. Описаны инженерные основы процесса, включая газодинамику аппаратов с псевдоожиженным слоем и с восходящим потоком мик-росферического катализатора, конструкцию и расчет основных узлов реакторного блока. Приведены схемы реакторных блоков и обсуждены результаты внедрения катализаторов. Даны рекомендации по интенсификации действующих установок каталитического крекинга. Особое внимание уделено перспективной отечественной комбинированной ) станов - с каталитичес.кого крекинга с предварительной гит-роочисткой сырья Г-43-107 рассмотрены основные схемы комбинирования каталитического крекинга с другими процессами. [c.2]

XIX в., когда ошибочно считали, что минералы, содержащие элементы двух подгрупп цериевой (Ьа, Се, Рг, Кс1, Зт) и иттриевой (V, Ей, Сё, ТЬ, Оу, Но, Ег, Тп1, УЬ, Ей), редко встречаются в природе. На самом деле Р. э. не являются редкими. По своим физическим и химическим свойствам Р. э. очень сходны, что объясняется одинаковым строением внешних электронных оболочек их атомов. Р. э. применяют в различных отраслях техники радиоэлектронике, приборостроении, атомной технике, машиностроении, химической промышленности, металлургии и др. Еа, Се, N(1, Рг используют в производстве стекла. Эти элементы повышают прозрачность стекла, входят в состав стекла специального назначения, пропускающего инфракрасные и поглощающего ультрафиолетовые лучи, а также в состав кислото-и жаростойкого стекла. Р. э. и их соединения широко применяются в химической промышленности для производства пигментов, лаков и красок в нефтяной промышленности в качестве катализаторов, в производстве специальных сталей и сплавов как газопоглотители (см. Иттрий. Лантаноиды). [c.212]

В последние десятилетия широкое распространение получила анионно-координационная полимеризация в присутствии комплексных катализаторов Циглера — Натта. Этот метод используется в промышленном синтезе стереорегулярных полимеров. Кроме того, этот метод является единственным для полимеризации а-олефинов (пропилена, бутена-1 и др.). В состав катализаторов Циглера — Натта входят металлоорганические соединения I—П1 групп и хлориды IV—VH групп с переходной валентностью. Наиболее часто используются металлоорганические соединения алюминия и хлориды титана. Так как алкильные производные алюминия обладают электроноакцепторными свойствами (алюминий на четыре валентные орбиты имеет три электрона), а металлы переходной валентности являются электронодонорами (имея на -орбитах неспаренный электрон), они легко образуют координационные связи. Такие комплексные катализаторы нерастворимы, и их строение точно не установлено, но па основании данных, полученных при изучении строения растворимых комплексных катализаторов, предполагается, что они представляют собой биметаллический комплекс с координационными связями. При изучении структуры растворимого комплексного катализатора, полученного из дициклопентадиенилхлорида титана и диэтилалюмииийхлорида методом рептгеноструктурного анализа, было установлено, что он имеет следующее строение [c.89]

Фирма Файрстон сообщила о разработке диенового каучука, представляющего собой полибутадиен неуточненного состава, получаемый, по-видимому, с применением лития пли литиевых соединений в качестве катализатора [9, 20]. Фирма Гудрич-Галф кемикалс опубликовала сообщение о разработке и промышленном осуществлении синтеза полибутадиена (аме-ринол СВ), состав которого не раскрывается [69]. Поскольку бутадиен высокой чистоты вырабатывается промышленностью в больших количествах и г/ис-полибутадиен, но-видимому, обладает ценными свойствами как каучук для производства покрышек, вполне можно ожидать, что в недалеком будущем начнется крупное промышленное производство этого нового каучука. [c.203]

В химической промышленности в процессе производства акрилнитрила и акролеина широко используются висмутмолибденовые катализаторы. Кроме того, небольшие добавки соединений висмута входят в состав красок, улучшая их сушильные свойства, а также синтетических вулканизированных резин. [c.13]

Немономинеральный состав перерабатываемых продуктов обусловливает возможность каталитического воздействия отдельных рудных и нерудных (породообразующих) минералов на осуществляемые процессы. Во многих продуктах обогащения содержатся обладающие ионообменными свойствами минералы — минеральные иониты, каталитическая активность которых, как и вообще неорганических ионитов, не только доказана, но и широко используется в промышленной практике. Они относятся к современным эффективным катализаторам, например, цеолиты и минералы с цеолитоподобной структурой, минеральные сульфиды, фосфаты, самородные металлы, оксиды, гидроксиды. [c.57]

Как уже было замечено, в результате стандартной основно-катализируемой реакции алкоксилирования получаются неионогенные ПАВ с широким распределением по гомологам. Доказательств в пользу того, что такой состав имеет негативное воздействие на их свойства (например, эмульгаторов) нет. Не смотря на это, были предприняты попытки модификации данного процесса в целях получения более узкого распределения, предполагая, что в определенных областях применения такие неионогенные ПАВ будут лз чше подходить. Например, используя смеси детергентов на основе этих веществ, при высыхании спрея будет наблюдаться меньшее растекание капли спрея, из-за более низкой концентрации свободных спиртов и лет Д1ИХ низкомолекулярных гомологов. Технология пол) чения неионогенных ПАВ с узким распределением по гомологам была разработана с использованием новых катализаторов, содержащих кальций [55], соединения кальций/стронций в комплексе с алкоксилированными спиртами, неорганическими кислотами и алкоксидом титана [56], обоженный гидроталькит [57], металлический гидроксид, содержащий ионы магния [58] (последние два используются в промышленном синтезе в Японии). [c.32]

Серная кислота широко используется в качестве катализатора для проведения реакции алкилирования в научных исследованиях и промышленных процессах [1—7]. В литературе описано алкилирование хлорбензола пропиленом в присутствии серной кислоты с целью выявления оптимальных условий получения моноизопро-пилхлорбензолов [8, 9]. Систематическое исследование этой реакции как последовательного процесса ранее не проводилось. Поэтому целесообразно изучить состав продуктов последовательного алкилирования хлорбензола пропиленом в зависимости от условий проведения реакции и сопоставить каталитические свойства серной кислоты и фтористого водорода, использованного нами ранее при алкилировании хлорбензола [10, 11]. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология