Оптимальная пористая структура

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ КАТАЛИЗАТОРА [c.119]

Стратегию принятия решений при поиске оптимальной пористой структуры катализаторов необходимо строить с учетом важнейших качественных закономерностей, определяющих взаимосвязь между активностью катализатора и характером строения его пор. Нанример, при низкой удельной активности рекомендуется попользовать катализаторы с монодисперсной структурой и развитой внутренней поверхностью. Для катализаторов с высокой удельной активностью при низких и средних давлениях следует стремиться к созданию бидисперсной структуры, сочетающей наличие узких и широких пор. Широкие поры призваны обеспечивать перенос реагирующих веществ вглубь зерна и более полное использование внутренней поверхности катализатора с развитой системой узких пор. [c.119]

В процессе приготовления катализатора по разным причинам могут возникнуть трудности в приготовлении катализатора с заданной пористой структурой. Поэтому представляет интерес общая зависимость селективности и объемной производительности катализатора или всего реактора от параметров пористой структуры и размеров зерна. При этом определение оптимальной пористой структуры следует рассматривать как часть общего исследования взаимосвязи между пористой структурой катализатора и его объемной производительностью или селективностью. [c.120]

Итак, располагая набором приемов и подходов к построению математической модели каталитического процесса на зерне катализатора с учетом возможных вариантов геометрического строения его пор, можно приступать к реализации стратегии принятия решений для синтеза адекватной структуры модели процесса, идентификации ее параметров и выбора оптимальной пористой структуры зерна катализатора. Как видно, исходный объем правил, рецептов и знаний настолько велик, разнообразен и сложен, что оптимальная реализация стратегии принятия решений в этих условиях не может быть осуществлена без привлечения машинных способов переработки информации. [c.162]

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что регулирование пористой структуры катализатора является эффективным средством повышения его объемной производительности. Создание оптимальной пористой структуры может привести к увеличению объемной производительности катализатора от десятков до нескольких сотен процентов, а это может повлиять на выбор конструкции реактора. [c.169]

Изложенная модель использована для анализа процессов нефтепереработки различного сырья в платиновых и цеолитсодержащих катализаторах [14]. Результаты расчета и эксперимента для катализаторов крекинга сопоставлены в табл- У1П-1. Из таблицы видно, что для различных размеров зерен катализатора, при различном содержании цеолита и для различного сырья результаты расчета и эксперимента согласуются удовлетворительно, что обосновывает использование предложенной модели для определения оптимальной пористой структуры. [c.289]

Для каждого процесса может быть подобрана некоторая оптимальная пористая структура зерен катализатора, определяемая соотношением скоростей химических превращений и диффузий веществ, участвующих в данном процессе. Для реакций с участием веществ малого молекулярного веса, ведущих в условиях реакции к стабильным целевым продуктам, целесообразно применять катализаторы с большой удельной поверхностью и, следовательно, с сильно развитой системой пор малого диаметра. Повышение молекулярного веса реагентов или продуктов реакции приводит к понижению скорости их диффузии, вследствие чего для проведения быстрых реакций требуются более широкопористые катализаторы, поверхность которых обычно невелика. [c.175]

Цель этого этапа моделирования — определение границ кинетической области, а также оптимальных пористой структуры, формы и размеров зерен катализатора. Работами многих ученых " -созданы методы анализа скорости протекания химических процессов в пористых зернах и даны важнейшие рекомендации -зо, 52,5з JJo выбору указанных оптимальных параметров. Развитие математического моделирования при помощи ЭВМ открыло новые возможности дальнейшего совершенствования методов расчета и детального изучения механизмов химических реакций на пористых катализаторах. [c.472]

Выявление оптимальных пористых структур основано на моделировании температурных и концентрационных полей в условиях химического процесса. Знаковой моделью служат уравнения диффузии и теплопроводности с источниками. [c.472]

Оптимальная пористая структура. Основные рекомендации по выбору оптимальной пористой структуры катализаторов были даны Г. К- Боресковым Активность единицы объема катализатора й зависит от удельной активности %уд., удельной поверхности 5 и ее доступности, которая характеризуется степенью использования внутренней поверхности г [c.476]

Данные исследований, проведенных для определения оптимальной пористой структуры силикагеля и других форм оксида кремния, приведены в статьях [60, 90—96]. Авторы этих статей полагают, что оптимальный радиус пор близок к 1000 А, а поры с радиусом ниже 500 А оказываются меньше среднего свободного пробега молекул реагентов и продуктов. [c.253]

Формированию более широких пор способствует проведение синерезиса в 0,2% растворе сульфата аммония. Оптимальная пористая структура различна для разного исходного сырья и различных величин зерен катализатора. [c.236]

Если меняется исходное сырье, то должна измениться оптимальная пористая структура и соответственно условия синерезиса. Переход от легких к тяжелым фракциям нефти требует увеличения доли широких пор. А это означает, что температура синерезиса должна быть повышена цри неизменных остальных параметрах режима. Основным же критерием оптимальной пористой структуры, температуры синерезиса и других технологических характеристик является всегда максимальный выход целевого продукта. Рассмотрим это на примере крекинга фракции бакинской нефти с температурой 350—500° С. Если ставится задача получения максимального выхода бензина, то оптимальной пористой структуре соответствуют поры размером менее 20 А. Температура синерезиса [c.236]

При подборе оптимальной пористой структуры необходимо учитывать размер зерен катализатора. На рис. 31 показана зависи- [c.84]

Изучение закономерностей, связывающих скорость течения каталитического процесса со структурой контакта, позволяет объяснить оптимальность пористой структуры, которая отвечает максимальной степени превращения реагентов. [c.89]

Промышленное применение результатов лабораторных исследований по гетерогенному катализу часто требует решения сложных самостоятельных задач. Реакции могут протекать как в статических условиях, так и в потоке. Большинство промышленных катализаторов представляют собой пористые зерна с развитой внутренней поверхностью. При большой скорости химического превращения наблюдаемая скорость процесса будет зависеть от скорости диффузионного переноса реагирующих веществ внутрь зерна и продуктов реакции в обратном направлении. Необходимо поэтому создание катализаторов с оптимальной пористой структурой, работающих при оптимальных условиях (температуре, давлении), отвечающих требованиям макрокинетики контактных процессов. Требуется сложное аппаратурное технологическое оформление. Применяются современные расчетные методы, основанные иа математическом моделировании, с использованием исследований Г. К. Борескова, М. Г. Слинько и других ученых. [c.186]

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]

Оптимальная пористая структура [c.74]

Оптимальную пористую структуру определяют следующим образом. Если протекает простая реакция, то активность единицы объема [c.74]

Следует отметить, что селективность процесса зависит также от соотношения концентраций компонентов >1 и fi на поверхности зерна и поэтому будет меняться с глубиной протекания реакции. Для процесса с последовательной схемой превращения в слое катализатора характерно (рис. 2.28) экстремальное изменение концентрации промежуточного продукта R, уменьшение интегральной S и дифференциальной S" селективностей (S, S - соотношение соответственно выходов и скоростей образования R и всех продуктов). Поэтому в качестве критерия оптимальности пористой структуры катализатора целесообразно использовать максимальную интенсивность процесса с ограничением на интегральную селективность при заданной степени превращения или максимальный выход промежуточного продукта R. В любом случае влияние внутридиффузионного торможения однозначно определяется параметром ф1, который зависит от выбранного типа ограничения (на дифференциальную или интегральную селективность или максимальный выход). [c.78]

Таблица 2.6. Оптимальная пористая структура катализаторов метане па (максимальный выход формальдегида 0,95)

Уравнение (2.124) показывает, что удельная активность и размер зерна катализатора влияет на параметры оптимальной пористой структуры е, К и, следовательно, Поэтому от условий протекания процесса (температура, размер зерна) зависят параметры оптимальной пористой структуры. [c.79]

Катализатор с активным компонентом в виде жидкой пленки на поверхности носителя. Активный компонент может находиться на поверхности твердого носителя в виде жидкой пленки, в объеме и на поверхности которой протекает реакция. В таком катализаторе реагенты диффундируют внутри жидкой фазы. Последовательность определения оптимальной пористой структуры такова [c.80]

Оптимальная пористая структура катализатора окисления диоксида серы при низких температурах - бидисперсная с микропорами размером не более 200 А и макропорами - 2000-5000 А. [c.82]

Новая серия катализаторов REF была разработана НПП Нефтехим и изготовлена ЗАО Промышленные катализаторы [94,97] При произ..о .стве катализатора REF используется специальный носитель с оптимальной пористой структурой и высокой термостабильностью, обеспечивающий в [c.44]

Оптимальный означает наилучший . И когда говорят оптимальный режим , оптимальный реактор , - следует пояснять в каком смысле наилучший, какой показатель имеет наилучшее значение. Поскольку такие показатели могут быть различны объем реактора, степень преврашения, выход продукта, селективность процесса и т.д., то и задач определения оптимального режима также может быть несколько в зависимости от того, какой показатель оптимизируют Задача оптимизации возникает почти на каждом этапе разработки процесса и реактора. Например, при разработке или выборе катализатора определяют такую оптимальную пористую структуру, которая могла бы обеспечить максимальную скорость преврашения на зерне катализатора при выборе реактора подбирают оптимальные конструктивные размеры, обеспечивающие минимизацию общих затрат на него, а затем определяют оптимальные концентрации и температуру, обеспечивающие максимальное превращение или выход продукта и т.д. Оптимизация химических процессов и реакторов - многовариантная задача. [c.203]

Промышленные катализаторы должны обладать оптимальной пористой структурой, обеспечивающей максимальное использование объема зерна при высокой прочности контакта и наименьшей насыпной плотности. Указанные свойства в значительной степени зависят от способа приготовления катализатора и условий проведения отдельных технологических стадий при его производстве [9—12]. [c.368]

Требования к оптимальной пористой структуре катализаторов конверсии углеводородов. Теория расчета оптимальной пористой структуры катализаторов разработана Г. К. Боресковым и его школой. В качестве единственного критерия оптимизации в этом расчете используется активность (производительность) катализатора. Специфика высокотемпературных катализаторов конверсии углеводородов [c.85]

Учет дополнительного условия оптимальности пористой структуры катализаторов — термостабильности ее в условиях применения приводит к выражению [c.86]

Таким образом, анализ имеющейся литературной и патентной информации показывает, что разработки в области катализаторов для гидрообессеривания остаточных видов нефтяного сырья направлены на увеличение стабильности их работы и селективности, создание более стойких в дезактивации отложениями кокса и металлов модификаций. Важнейшими факторами повышения стойкости катализаторов гидрообессеривания остатков к закоксовыванию являются высокая гидрирующая активность, а также подбор оптимальной пористой структуры, наиболее соответствующей характеру перерабатываемого сырья. [c.101]

При создании катализаторов необходимо предусмотреть их максимальную производительность, селективность и устойчивость в работе. Только созданием определенного химического состава эти показатели не обеспечить. Таким образом, на современном этапе научные основы приготовления катализаторов включают формирование оптимальной пористой структуры. В последние годы с использованием уже известных активных химических соединений, в основном вследствие совершенствования структуры, получены новые более эффективные контактные массы [40, 51, 61 ]. [c.59]

В отношении активности, вероятно, впервые вопрос оптимальной пористой структуры катализатора был рассмотрен Боресковым 133]. Анализируя размерности, Боресков пришел к выводу, что при невысоких давлениях оптимальной является неоднородная струн гура, [c.189]

Оптимальная пористая структура и размеры зерен для сложных реакций отвечают значению параметра характеризуюиХему кинетическую область. Так, при протекании процессов, для которых справедливо неравенство — 0,5 <А0ад. (Оэф.С .< 0,5), величина г ) [c.479]

Важной проблемой является обеспечение оптимальной пористой структуры i aтaлизaтopa. Катализатор высокотемпературной конверсии с тонкопористой структурой и большой удельной поверхностью не является оптимальным. Во-первых, мелкопористая структура не обладает достаточной стабильностью при высоких температурах. Во-вторых, при малых размерах пор имеет место Кнудсеновская диффузия, которая лимитируется размером пор. При относительно низких давлениях (0,1-0,5 МПа) положительный эффект дает создание бидисперсной структуры /ЙО/ катализатора. Радиусы пор должны быть такими, чтобы в них имела место объемная диффузия. При высоких давлениях (выше 2,5 МПа) это условие почти всегда выполняется, а радиус пор выбирается обыч-,но по условиям термостабильности. При 900°С такому условию удовлетворяют поры размером 1000 X /20/. [c.34]

Моделирование ТЭ. Для создания высокоэффектив1ШХ ТЭ необходимо детальное моделирование сложнейших электрохимических, каталитических, транспортных (тепла и массы), электрических процессов. Нахождение оптимального химического состава катода, электрода, электролита, вспомогательных материалов, оптимальной пористой структуры этих материалов требует привлечения специалистов в области физики, материаловедения, катализа, электрохимии, электричества, инженерии, В настоящее время в различных странах мира ведется многочисленные работы по моделированию ТЭ с использованием методов математической статистики, нейронных сетей, нечетких множеств. Однако наиболее перспективным представляется применение методов системного анализа и математического моделирования, базирующегося на построении феноменологических моделей, включающих всю совокупность явлений катали гической, электрохимической и физикохимической природы. Для моделирования ТЭ мы используем трехфазную гомогенную модель, включающую систему уравнений, описывающих электрохимическую реакцию и транспортные процессы, а также электрическую составляющую процесса. [c.64]

Хром-кальций-никельфосфатный катализатор дегидрирования олефинов ИМ-2204, обладающий наивысшей активностью и селективностью среди известных аналогов, выпускается в виде цилиндров диаметром 5 мм и длиной 8 мм. Для увеличения механической прочности порошок катализатора перед формованием смешивают с графитом, который до начала работы выжигают кислородом воздуха с постепенным подъемом температуры водяным паром до 600 °С, а поверхность катализатора несколькими циклами обрабатывают паровоздушной смесью при 650—680 °С для формирования оптимальной пористой структуры. [c.143]

Высокочистые силикагели получают методом гидро.пиза особо чистых жидких кремнийспдержанщх соединений, галоге-нидов кремния или эфиров кремневой кислоты [47, 58, 62, 69]. Далеко не всегда при синтезе достигается оптимальная пористая структура. Поскольку п больншнстве работ не указывается ни [c.154]

Катализаторы, отличающиеся содержанием платины, рения (СВ-8, СВ-5В, СВ-11), приготовленные на основе специального носителя - у-окиси алюминия, были разработаны Китайским институтом FRJPP [8]. Указанный носитель характеризуется оптимальной пористой структурой, низким содержанием примесей, высокой прочностью и термостабильностью, что позволяет уменьшить спекание платины на поверхности носителя во время эксплуатации и регенерации, увеличить степень удерживания хлора [106-108]. [c.48]

При сопоставлении скоростей химического превращения и диффузии реагирующих веществ внутри зерен катализатора было сделано заключение [149, 159, 160] об оптимальной пористой структуре катализатора. Для медленнопротекающих реакций, когда скорость диффузионного переноса значительно превышает скорость химического превращения, выгоден катализатор с тонкопористой структурой. Для быстрых реакций, когда скорость химического превращения в глубине зерен заметно ниже, чем на их внешней поверхности, наиболее выгодны катализаторы с размером пор, близким к средней длине свободного пробега реагирующих молекул (при атмосферном давлении — порядка 10 см, при 29,4 МПа — около 10- см). [c.95]

Создание катализатора с оптимальной пористой структурой — весьма сложная задача, легче всего она может быть решена па ранних стадиях его приготовления. Явление внутридиффузионного торможения приводит к тому, что не весь объем зерна катализатора участвует в реакции. Толш ина работаюш его слоя может быть определена путем сопоставления удельных каталитических активностей в кинетической и диффузионной областях. В условиях промышленг ной эксплуатации катализаторов чаще всего используется не более 20—40% объема зерна каталцзатора. Из этого следует, что для снижения влияния внутридиффузионного торможения необходимо увеличивать геометрическую поверхность катализаторов. Наиболее простым способом такого увеличения является уменьшение размеров зерна катализатора. Однако это приводит к возрастанию сопротивления слоя катализатора, так как оно обратно пропорционально доле свободного объема в третьей степени. [c.96]

Алюмосиликат, использующийся в качестве носителя, должен обладать оптимальной пористой структурой, быть достаточно прочным и термически стойким, а также не содержать, например, ионов натрия, которые могут снизить термостойкость его и ухудшить каталитические свойства катализатора, нанесенного на него. Принимая во внимание все эти требования и учитывая, что процесс конверсии метана с паровоздушной смесью, обогащенной кислородом, протекает в диффузионной области, мы попытались получить крупнопористый носитель с сохранением его довольно развитой удельной поверхностп н прочности. [c.145]