Каталитические и адсорбционные процессы

На рис. 3 приведена часть таблицы Д. И. Менделеева, изданной в 1953 г. Ленинградским университетом под редакцией проф. С. А. Щу-карева. В этой таблице штриховкой обозначены переходные элементы с некомплектными -оболочками, встречающиеся в IV, V и VI периодах. Сопоставление рис. 3 и таблиц 4 и 5 показывает, что в катализаторах окисления углеводородов почти всегда присутствуют переходные элементы. Рогинский еще в 1935 г. [70] высказал предположение, что присутствие в катализаторе незаполненных -оболочек в элементах, входящих в состав катализатора, способствует образованию дополнительных связей твердого тела с адсорбирующимися молекулами. Каталитический процесс складывается из ряда последовательных элементарных актов, которые сопровождаются разрывом и образованием связей в молекулах реагирующих веществ и электронными переходами между твердым телом — катализатором и реагирующими молекулами. Следовательно, электронные свойства поверхности катализаторов влияют на каталитические адсорбционные процессы. [c.19]

Предполагается, что для выяснения характера каталитических адсорбционных процессов и для количественной оценки их эти процессы следует изу- [c.106]

В адсорбционных процессах энергия молекул или атомов адсорбента изменяется. Механизм адсорбционного катализа тесно связан с энергетическими изменениями в системе. Чтобы объяснить энергетические изменения в каталитических адсорбционных процессах, следует изучить отдельные компоненты, составляющие общий тепловой эффект, т. е. 1) теплоту адсорбции, соответствующую энергии, освобождаемой в виде тепла при адсорбции 2) разные тепловые эффекты химической реакции, происходящей на адсорбенте, например теплоту образования, теплоту диссоциации и т. д., и 3) теплоту активации, которая тесно связана со скоростью реакции и используется для оценки каталитического эффекта. Каждый из тепловых эффектов подчинен своим законам, а также имеется определенное соотношение между тепловыми эффектами в зависимости от изменений физических условий, при которых идет тот или иной адсорбционный каталитический процесс. Величина тепловых эффектов зависит от температуры. Было бы полезно при формулировке общего понятия величины энергии в адсорбционном катализе указывать на отдельные типы тепловой энергии. Общим для любого химического процесса при энергетической оценке реагирующей системы является деление энергии на потенциальную и кинетическую. [c.144]

По температурному коэфициенту в каталитических адсорбционных процессах Тейлор [134, 135] отличает адсорбцию при низкой температуре от адсорбции при высокой температуре с высокой энергией связывания последний тип адсорбции он назвал активированной адсорбцией. Из этого он сделал вывод, что активированная адсорбция отсутствует при низких температурах и что температуры, при которых проявляется активированная адсорбция, составляют функцию энергии активации, характерную для системы, состоящей из твердой поверхности и газа. [c.169]

Каталитический процесс складывается из ряда элементарных актов, сопровождающихся разрывом и образованием связей в молекулах реагирующих веществ и электронными переходами между реагирующими молекулами и катализатором. Поэтому электронные свойства поверхности катализаторов сильно влияют на каталитические адсорбционные процессы. [c.31]

Эффективность каталитических процессов крекинга помимо технологических факторов определяется активностью и стабильностью катализаторов, их химическим составом, пористо-структурной характеристикой и применяемыми промоторами. В области адсорбционных процессов значение алюмосиликатных адсорбентов, а также силикагелей и цеолитов возрастает с каждым годом, и в связи с этим большой интерес представляют новые методы получения силикагелей с различной адсорбционной способностью и пористостью. [c.7]

Силикагели, по современным представлениям, являются соединениями переменного химического состава, в структуру которых входят ангидрид кремневой кислоты в виде гидроокиси (кремнеземный каркас, являющийся неизменной составной частью силикагелей) и вода, количество которой может изменяться в относительно широких пределах (ОН-групны определяют химические свойства данного силикагеля, в частности адсорбционные и каталитические). Хорошие адсорбционные свойства, высокая механическая прочность силикагеля и особенно легкая регенерируемость, дающая возможность многократно применять его в адсорбционном процессе, сделали силикагель наиболее распространенным адсорбентом. [c.11]

Насыпная плотность — количество вещества в единице объема, измеренное определенным способом (стр. 157) и выраженное вг/сл или в кг/л. Она является удобной и простой характеристикой катализаторов и адсорбентов. Насыпная плотность характеризует возможность циркуляции катализатора в системе, обусловливает потери при каталитическом крекинге и адсорбционных процессах, а также регенерируемость при высоких температурах. [c.17]

Решение первой задачи планирования эксперимента (т. е. задачи построения оптимального одноточечного плана эксперимента, когда компоненты вектора и управляемых переменных не варьируются) и его последующая реализация еще не гарантируют получение с достаточной точностью оценок макрокинетических и адсорбционных констант. Это имеет место чаще всего при исследовании быстропротекающих адсорбционных процессов на адсорбентах и катализаторах с небольшой пористостью и малой удельной внутренней поверхностью. В подобных ситуациях требуется использовать для оценки констант многоточечные планы эксперимента. В связи с изложенным формулируется вторая задача планирования каталитического эксперимента. [c.166]

Различная интенсивность адсорбционных процессов на различных участках поверхности данного адсорбента объясняется неоднородностью поверхности. Каталитическая активность материала обычно связана с адсорбцией реагирующих веществ на активных для данного процесса участках его поверхности, поэтому решающее значение имеет наличие именно этих активных участков (активных центров). Поэтому имеет значение не только адсорбция молекул исходных веществ, но и десорбция образующихся молекул п одуктов реакции. Существенно развитие поверхности, однако даже при значительной поверхности материал не будет активным катализатором, если структура и состояние ее таковы, что на ней нет необходимых активных центров. Вследствие этого для активности катализатора имеет значение не только химический его состав, но, не в меньшей степени, и способ изготовления, от которого зависят состав, структура и состояние поверхности катализатора. Так, специально приготовляемая активная окись алюминия служит хорошим катализатором реакции получения этилена путем дегидратации этилового спирта. Но для получения такой активной окиси алюминия необходимо тщательно соблюдать определенные условия, без чего она при том же химическом составе может не обладать активностью или быть мало активной. [c.495]

В зависимости от режима процесса, качества сырья и степени дисперсности катализатора роль диффузионных и адсорбционных процессов может быть больше или меньше. Так, установлено, что при нормальном режиме реактора каталитического крекипга с кипящим слоем порошкообразного катализатора при температурах от 480 до 535° С решающее значение имеют адсорбция и химические реакции на поверхности катализатора . При крекинге на крупно-гранулированном катализаторе скорость реакции тормозится диффузией молекул сырья к внутренней поверхности катализатора. Г. М. Панченковым и Ю. М. Жоровым было показано, что каталитический крекинг легких газойлей при размере зерен катализатора 3—Ъ мм и температурном интервале 450—500° С протекает в области переходной между внутренней кинетической и внутренней диффузионной . Крекинг тяжелых газойлей при температурах выше 460° С происходит вблизи внешней диффузионной области, т. е. скорость распада здесь мало зависит от активности и величины внутренней поверхности катализатора и определяется скоростью подвода молекул сырья к внешней его поверхности. [c.153]

Сольвентные и адсорбционные процессы, основанные на извлечении из сырья тяжелых асфальто-смолистых компонентов, служат в основном для подготовки сырья к последующей каталитической или гидрогенизационной переработке. [c.73]

Применительно к каталитическому крекингу необходимо рассматривать не только химизм целевого процесса, но и сопровождающие его физико-химические явления. В зависимости от режима процесса, качества сырья и степени дисперсности катализатора роль диффузионных и адсорбционных процессов может быть больше или меньше. [c.52]

Эффектом неоднородности могут быть объяснены все основные закономерности реального адсорбированного слоя характер адсорбционного равновесия (изотермы адсорбции), кинетика адсорбционных процессов, характер изменений теплот адсорбции и энергии активации. Кроме того, с тех же позиций могут быть объяснены наблюдаемые закономерности кинетики каталитических процессов. [c.47]

Мы рассмотрели теплоту адсорбции Оа и возможности использования этой, получаемой из опыта величины для развития представлений о сущности адсорбционного процесса. Перейдем теперь к изучению другой экспериментальной величины — количества адсорбированного вещества х. Исследование зависимости х от р и Т представляет собой центральную и важнейшую для практики задачу, поскольку нахождение конкретных значений х в заданных условиях (р и Т) составляет основную цель теоретической интерпретации адсорбционных и связанных с ними каталитических процессов. [c.136]

Неоднозначность влияния адсорбционных процессов на коррозию связана с многостадийностью анодного растворения металла. Каталитический характер анодной реакции растворения железа обусловлен образованием промежуточного поверхностно-активного соединения (РеОН)ад(.. Введение в раствор поверх- ностно-активных добавок (например, ионов хлора или ингиби- торов), способных конкурировать с ионами ОН и вытеснять их с поверхности металла, приводит к подавлению каталитического механизма и замедлению коррозии. [c.143]

В книге рассмотрены наиболее актуальные вопросы и важнейшие достижения в области химии и переработки нефти. Содержание ее разбито на пять разделов 1) экономика и направления дальнейшего развития (новые статистические методы анализа технологических процессов) 2) процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (парофазные адсорбционные процессы в переработке газов синтетические цеолиты — молекулярные сита) 3) процессы нефтепереработки (химические процессы очистки нефтепродуктов радиационные процессы в нефтепереработке катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности) 4) нефтехимическая промышленность (эластомеры нитрилы и амины низшие ароматические углеводороды из нефти производство непредельного нефтехимического сырья каталитическим дегидрированием алканов) 5) механическое оборудование (турбулентные диффузионные пламена). [c.4]

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ И АДСОРБЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ [c.255]

При помощи анализа второго и дальнейших моментов можно получить сведения о всех кинетических постоянных, которые нужно учитывать при описании адсорбционного процесса. Если скорость процесса определяется внутренней диффузией, то можно сравнительно просто определить значение коэффициента радиальной диффузии внутрь зерна пористого адсорбента (причем опять в широком интервале температуры, концентрации и т. п.). Если процесс определяется кинетикой адсорбции (например, при хемосорбции или при катализе), то можно при кинетических уравнениях первого порядка) определить константу скорости процесса (реакции) [23]. Так, например, нами были определены константы скорости каталитической реакции для случая обмена кислорода на катализаторе V Os при 500° С [24]. [c.452]

Заряжение поверхности должно оказывать влияние на кинетику каталитических и адсорбционных процессов. Экспериментальные данные показывают, что для адсорбции, идущей с обогащением полупроводника носителями тока, зависимость работы выхода от заполнения близка к логарифмической, а для адсорбции, идущей с истощением, — линейна. [c.176]

Каталитический крекинг чаще всего осуществляется в паровой фазе, при температуре 450—500° С и давлении 6—10 н/см . Химизм этого процесса отличается от химизма термического крекинга. В каталитическом крекинге большое значение имеют адсорбционные процессы, предшествующие расщеплению углеводородов. [c.73]

Катализаторы и адсорбенты, применяемые в каталитических и адсорбционных процессах, являются пористыми и полидисперсными Поэтому мы сочли целесообразным исследовать распределение локальных концентраций твердой фазы. [c.90]

Адсорбционные процессы имеют важное практическое значение. Роль адсорбции в гетерогенном катализе определяется тем, что по меньшей мере одно из веществ, участвующих в каждой каталитической реакции, должно быть адсорбировано и реакция протекает в адсорбционном слое. Изучение механизма гетерогеннокаталитических реакций нельзя отделить также от изучения процесса адсорбции. [c.27]

При обсуждении применимости оптической спектроскопии к исследованию каталитических систем удобно рассмотреть отдельно основные категории, которые могут быть изучены, а именно адсорбент и адсорбат, причем последний можно далее подразделить на физически и химически адсорбированный. Поскольку и адсорбат, и адсорбент во время адсорбционного процесса подвергаются спектроскопически обнаруживаемым изменениям и поскольку трудно [c.20]

Быстрое развитие каталитических и адсорбционных процессов вызывает соответствующее увеличение выпуска и ассортимента катализаторов и адсорбентов. Качество применяемых катализаторов и адсорбентов в значительной стенеии влияет на ход каталитического и адсорбционного процессов, а их стоимость сказывается на стоимости выпускаемых продуктов. Следовательно, производство катализаторов и адсорбентов оказывает существенное влияние на экономику нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. [c.7]

В последние годы был разработан ряд процессов адсорбционной деас-фальтизации. В 1983 г. в США пущена установка адсорбционной деасфальтизации (процесс ART) мощностью примерно 2,5 млн. т/год (капиталовложения — около 50 млн. долл.). Процесс A1RT предназначен для адсорбционной деметаллизации (а также частичной декарбонизации, обессеривании и деазотирования) нефтяных остатков, которые затем используют в качестве сырья каталитического крекинга. Процесс осуществляют на установке, аналогичной обычной установке каталитического крекинга и состоящей нз реактора (лифт-реактора), где при температуре 480—590 °С и очень коротком времени контакта сырья и адсорбента асфальтены и другие металлы, серу и азотсодержащие соединения с низким содержанием водорода сорбируют на специальном мпкросферическом адсорбенте ( арткат ), и регенератора, в котором выжигают кокс, отлагающийся на адсорбенте. В процессе ART удаление металлов достигает свыше 95%, а серы и азота — 35—50%. Реакции крекинга и дегидрирования протекают лишь в минимальной степени. [c.130]

Этот метод очистки ограниченно используется в процессах сероочистки природного газа вследствие неоправданно высоких затрат. Для природных газов, где более устойчивые сераорганические соединения, такие как сульфиды и тио-фены, практически отсутствуют, бывает достаточно для тонкой очистки газа совмещение метода аминовой очистки от сероводорода и СОг с адсорбционной очисткой от меркаптанов либо сочетание аминовой очистки и щелочной либо использование метода очистки физико-химическими абсорбентами ( Укарсол , Экосорб и др.), т.е. использовать абсорбционные и адсорбционные процессы, капитальные и эксплуатационные затраты которых существенно ниже по сравнению с каталитическими. В большей степени эти методы нашли применение для очистки коксового газа и других газов нефтепереработки. Хотя в последние годы каталитическим методам начали уделять больше внимания как перспективным процессам очистки природных и технологических газов с низким содержанием серы. [c.72]

Наряду с интенсификацией существующих процессов низкотемпературной и карбамидной депарафинизации создаются дринци-пиально новые процессы каталитическая, адсорбционная и микробиологическая депарафинизация. [c.232]

Существует несколько способов получения серы из кислых газов, выделяемых на установках очистки нефтепродуктов от серы. Наиболее распространенными являются процессы каталитической конверсии (самый эффективный иа них процесс контактного окисления, метод Клауса) и адсорбционные процессы (процессы Хейнса, Шелл, Джиммарко-Ветрокк, Лаки-Келлер, Тейлокс, Таунсенда,. Французского института нефти и др.). На НПЗ в нашей стране используется в основном метод Клауса, заключающийся в термическом окислении На8 до 80 и последующем каталитическом взаимодействии Н28 и 8О2 с образованием серы. Существует несколько модификаций процесса, позволяющих достигнуть высокой степени извлечения серы из газа и значительно улучшить его энергетические показатели. Установки сооружаются различной мощности имеются установки, перерабатывающие кислые газы от очистки природного газа мощностью до 1000 т/сут свободной серы. [c.144]

Книга посвящена теории и практике адсорбции. В ней данный процесс рассмотрен как комплекс равновесных и кинетических закономерностей адсорбционно-десорбцион-ного цикла и вспомогательных стадий. Значительное место уделено описанию технологии и аппаратурного оформления, а также технико-экономическим показателям современных адсорбционных процессов очистки, осушки и разделения газов, в том числе в движущемся слое адсорбента. Рассмотрены новые каталитические процессы на основе промышленных адсорбентов. Показано большое значение адсорбционных процессов для защиты окружающей среды. [c.2]

Книга включает две части. В первой части адсорбционный процесс рассмотрен как комплекс равновесных и кинетических закономерностей адсорбционно-десорб-ционного цикла и вспомогательных стадий. Здесь освещены вопросы теории равновесия при адсорбции индивидуальных компонентов промышленных газов и их смесей, кинетики и динамики прямого (адсорбция) и обратного (десорбция) процессов, изложены закономерности адсорбции под высоким давлением и в жидкой среде. Вторая часть посвящена технологии и аппаратурному оформлению, а также технико-экономическим показателям современных адсорбционных процессов очистки, осушки, разделения газов, паров и жидкостей, в том числе в движущемся слое адсорбента. Большое внимание уделено процессам, позволяющим обезвредить промышленные выбросы, рекуперировать из них ценные продукты и решить проблему защиты биосферы. В дополнительном разделе рассмотрены примеры применения адсорбентов для снижения загрязнения атмосферы и гидросферы токсичными веществамн. Рассмотрены новые каталитические процессы на основе промышленных адсорбентов. [c.10]

В книгу включены практически важные процессы, осуществляемые в аппаратах КС. В гл. 1 рассматриваются гидродинамические процессы, сопровождающие псевдоожижение дисперсных материалов приводятся соотношения для расчета ос йовных гидродинамических параметров скоростей начала псевдоожижения и уноса, гидравлического сопротивления КС значительное внимание уделяется современным методам интегрального исследования структуры КС с помощью метода трассера. В гл. 2 приводятся материалы по расчету интенсивности процесса внешнего и межфазного теплообмена в КС дисперсных материалов. Гл. 3 посвящена обзору многочисленных конструктивных решений и расчету процессов сушки самых разнообразных материалов в аппаратах КС приводятся также данные по расчету процессов эндотермического обжига. В гл. 4 содержатся имеющиеся результаты по процессам горения твердых и газообразных топлив и экзотермического обжига, которые осуществляются в КС. Гл. 5 посвящена каталитическим процессам, проводимым в КС дисперсного катализатора здесь же рассматриваются методы расчета адсорбционных процессов. В гл. 6 представлены основные соотношения для расчета процессов массовой кристаллизации, проводимых в аппаратах КС. [c.6]

Всякая поверхность характеризуется повышенным энергетическим потенциалом — наличием избыточной поверхностной энергии, в результате чего процессы на активных центрах поверхности протекают самопроизвольно — как малоактивационные..Геометрия расположения и энергетические особенности центров не требуют больших значений энергии активации протекающих на них взаимодействий. На этом основаны многие каталитические и адсорбционные процессы. На этом же основаны явления в вяжущих системах особенности поверхности твердого тела и его энергетический потенциал используются при смачивании, адгезии, протекании поверхностных реакций, обеспечивающих межзерновую, межкристаллитную конденсацию — образование клеевого шва, материала или покрытия. [c.5]

Определение характеристик угля имеет особенно важное значение при каталитических исследованиях процесса газификации, поскольку в нем проявляется резкое несоогветствие между физическими и химическими эффектами [19]. Определение удельной поверхности углей и углеродсодержащих веществ сложно, поскольку их поверхность значительно изменяется в зависимости от степени пиролиза и сухой перегонки. Уголь имеет высокоразвитую микропористость, которая может составлять в сильно окисленном угле до 80% от объема пор [20]. Некоторые поры имеют размеры 0,5—0,8 нм, что приводит к серьезным диффузионным ограничениям и к ошибкам в определении удельной поверхности, если адсорбционные измерения были проведены методом БЭТ при —196 °С [17]. Микропори- [c.248]

За последние два-три десятилетия нефтеперерабатывающая промышленность пережила период чрезвычайно быстрого развития от простых физических методов переработки нефти, сводящихся в основном к перегонке ее на отдельные фракции и их очистке, к примелению комплексных методов, основанных на применении контактно-каталитических ироцессов, процессов селективного и адсорбционного разделения и организации сложных химических синтезов на базе углеводородного сырья. [c.62]

Представление о том, что активность сплавов в большинстве случаев определяется химическими свойствами поверхностных атомов, непосредственно связано с вопросом детальной конфигурации атомов на поверхности, так как часто подразумевается, что определенные каталитические или адсорбционные процессы для своего осуществления могут требовать специфического расположения металлических атомов на поверхности. Применительно к сплавам этот вопрос рассмотрел Дауден [35], который исходил из ранних представлений Кобозева [34]. В сплавах могут существовать атомные кластеры разной величины и состава им соответствуют ансамбли поверхностных атомов. Если [c.29]

Измерения проводились в калориметре с постоянным теплообменом [12], позволяющим с довольно большой точностью определять медленно выделяющуюся теплоту адсорбционного процесса. Для дозирования водяного пара в калориметре использовался так ж , как и в каталитической части работы, кристаллогидрат перхлората магния, помещенйый на весы Мак-Бэна. Точность измерения величины адсорбции в наших опытах при навеске катализатора околр 9 г составляла 0,25 м-моль воды на 1 г катализатора. Мы вводили, в калориметрическую гильзу такие порции водяного пара, чтобы точность измерения приращения величины адсорбции была не менее 1% (в первых трех опытах точность была меньше и составляла 3—5%). Тепловой эффект мы измеряли с точностью 0,2—0,5%. Таким образом, точность определения дифференциаль-, ной теплоты адсорбции определялась точностью измерения приращения адсорбир.ован-ного количества воды и составляла 1—2%. Давление измерялось ртутными манометрами. О наступлении равновесия судили по неизменности давления и по ровному ходу калориметра. [c.125]