Пористая структура катализаторов

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ КАТАЛИЗАТОРА [c.119]

Значительные резервы повышения производительности катализатора заключены в оптимальном выборе пористой структуры, размера н формы зерен катализатора. Как подбор катализатора, так и оптимизация его пористой структуры и размера зерен представляют важнейшие начальные этапы при решении глобальной проблемы разработки промышленного каталитического процесса. Оптимальность промышленного реактора обычно определяется экономическим критерием, в который наряду с многими факторами, влияющими на рентабельность процесса (например, производительность реактора по целевому продукту, селективность процесса, себестоимость одного или нескольких целевых продуктов, эксплуатационные затраты и т. п.), входят также параметры, характеризующие пористую структуру катализатора, размер и форму зерна. На эти переменные могут быть наложены ограничения, определяемые условиями эксплуатации и технологией приготовления катализаторов. Оптимальный выбор способа приготовления катализатора, при реализации которого формируется заданная микроструктура катализатора, составляет одну из основных стадий всей процедуры принятия решений при разработке промышленного контактно-каталитического процесса. [c.119]

Пример реализации стратегии принятия решений при оптимизации пористой структуры катализатора [c.162]

Возникает необходимость в более совершенных подходах к идентификации параметров пористой структуры катализаторов, установлению адекватных кинетических моделей адсорбции, определению оптимальных условий протекания процесса на зерне катализатора. Более совершенная стратегия принятия решений ориентирована на применение современных принципов автоматизации научных исследований в катализе, в частности на использование универсальной автоматизированной комбинированной установки для изучения свойств адсорбентов и катализаторов, рассматриваемых в гл. 4. [c.163]

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]

Боресков Г. К. Ро.ть процессов внутреннего переноса в гетерогенном катализе // Пористая структура катализаторов и процессы переноса в гетерогенном катализе. Новосибирск Наука, 1970. С. 5—15. [c.357]

Пористая структура катализатора влияет на выход и хими- ческий состав продуктов крекинга. [c.14]

Выбор пористой структуры катализатора, особенно в условиях переработки сырья утяжеленного фракционного состава и с высоким содержанием серы, имеет существенное значение отмечается важность наличия пор крупного диаметра преимущественно от 100 до 1000 А и более [70,71]. [c.17]

После выбора температуры в реакторе или на отдельных его участках можно приступить к определению оптимального значения параметра пористой структуры катализатора (в нашем случае радиуса пор). Задача заключается в том, чтобы нри заданной температуре определить такое значение радиуса пор ( ), которое обеспечивало бы максимально развитую внутреннюю поверхность катализатора при условии, что реакции протекают во внутрикинетическом режиме. [c.191]

В ряде случаев пористая структура катализаторов зависит от фазового состава первоначально получаемого геля. Так, удельная поверхность и пористость активной окиси алюминия зависят от фазового состава исходной гидроокиси. Окись, полученная из байерита, имеет большую удельную поверхность и гораздо меньший диаметр пор, по сравнению с окисью, полученной из бемита. [c.195]

И экспериментальные исследования [33] на катализаторах с различной пористой структурой. Катализатор А2/5 фирмы Рон-Пуленк , имеющий объем микропор О, 246 см /г со средним радиусом 1бХ, специально предназначен для установок Сульфрен и используется на 40 Оренбургском и Астраханском ГПЗ. СР - катализатор процесса Клауса той [c.163]

Таким образом, при неизвестном а, с одной стороны, единственно надежную оценку истинного отношения констант к можно получить из экспериментов в условиях, когда диффузия в порах несущественна. С другой стороны, находя отношение значений к при сильном и ничтожном влиянии диффузии в порах, определяют величины а. Это, в свою очередь, позволяет уточнить геометрию пористой структуры катализатора. Указанный сдвиг значения а от величины а = может также повлиять на анализ кинетики в области внутренней диффузии, что приводит к уравнениям (XIV,11) и (XIV,31) и к наклону, равному —1, на рис. Х1У-8. [c.440]

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]

Математические модели пористой структуры катализатора [c.546]

На свойства катализатора значительное влияние может оказать его пористая структура. Оптимальная структура пор зависит, например, от экзотермичности реакции и размеров молекул реагентов. Пористая структура может изменить как активность, так н селективность. Из-за неправильного выбора пористой структуры катализатора в некоторых реакциях селективного окисления можно потерять до 10% селективности вследствие протекания нежелательных гомогенных газофазных реакций в больших норах. [c.28]

Удельная поверхность и пористая структура катализатора взаимосвязаны. Кроме того, пористость сильно влияет на механические свойства катализатора. Обычно прочность катализатора убывает с ростом объема пор, но для массопереноса в условиях катализа некоторый оптимальный объем пор необходим. [c.31]

Пористая структура катализатора определяется удельной поверхностью 5 (м2/г), удельным объемом пор V (см /г) и средним диаметром пор й (А). Эти величины связаны между собой соотношением [c.215]

Ряд исследователей [71, 73] считали маловероятным неодинаковое изменение катализаторов по глубине частиц. По нашим данным, частицы в промышленных условиях спекаются неравномерно. Чем тяжелее перерабатываемое сырье, тем больше эта неравномерность. Однако это общий вывод, относящийся ко всей навеске, которая состоит из большого числа частиц. Значительный интерес представляют исследования отдельных частиц катализатора. Известные нам методы анализа пористой структуры катализатора не позволяют исследовать изменение ее по глубине отдельной частицы. Некоторые качественные результаты нам удалось установить, наблюдая за регенерацией пластинок, приготовленных из шариков равновесного катализатора, и сравнивая их оптические свойства на разных расстояниях от центра [85]. [c.65]

ИЗМЕНЕНИЕ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ КАТАЛИЗАТОРОВ ПРИ ИХ РЕГЕНЕРАЦИИ [c.53]

Иногда для исследования пористой структуры катализаторов применяют электронную и оптическую микроскопию или рентгепоструктурный анализ Однако эти методы имеют крайне ограниченную разрешающую способность и поэтому их используют только при исследованиях либо весьма крупных пор, либо ультрапор, что не характерно для большинства типов катализаторов. [c.96]

Известно, что гетерогенные каталитические процессы включают стадии переноса реагирующих веществ к поверхности частиц катализатора, диффузию реагирующих веш,еств в порах катализатора и продуктов реакции в об- )атном направлении. Эффект каталитической роакции, выход полезного продукта и длительность службы катализатора зависят от скорости указанных стадий процесса, сопровождающих химическое превращение веществ [9, 101, а следовате.иьыо, от характера пористой структуры катализатора. [c.227]

На эффективность катализатора существенно влияет возможность доступа к внутренней поверхности. Она различна для молекул разных размеров и зависит от скорости диффузии молекул через поры катализатора к его поверхности. При выборе катализатора важно правильно подобрать его структуру, позволяющую достигнуть мшеи-мального соприкосновения катализатора с реагирующими молекулами. Пористая структура катализатора влияет не только на выход продукта, но и на его хил ический состав. Например, при использовании тонкопористых катализаторов выход газа значительно больше, чем при работе с широкопористыми, — увеличивается распад бензиновых молекул, проникающих в поры и адсорбирующихся в них, поэтому тонкрпористые катализаторы труднее регенерируются. [c.17]

Условия синерезиса магнийсиликатного гидрогеля определяют пористую структуру катализатора, его активность и физико-химические свойства. Стадия синерезиса приводит к увеличению удельного объема пор и уменьшению насыпной плотности, а также к повышению активности алюмомагнийсиликатного катализатора. Скорость и глубина синерезиса зависят от содержания сухого вещества в свежесформованном гидрогеле, от температуры и pH среды, в которой протекает процесс, и от продолжительности процесса. Повышенпе температуры вызывает увеличение радиуса [c.94]

Как уже упоминалось, на свойства катализатора значительно в.лияет его пористая структура. Оптимальная структура пор зависит, например, от экзотермпчпости реакции и размеров молекул реагентов. Пористая структура может изменить как активность, так и селективность. Из-за неправильного выбора пористой структуры катализатора в некоторых реакциях селективного окисления можно потерять до 10% селективности вследствие протекания нежелательных гомогенных газофазных реакций в больших норах. Кроме упомянутых способов регулирования пористой структуры, используют прокаливание при высоких температурах для закрытия пор п обработку паром для увеличения их диаметра. Добавляя к катализатору перед его прокаливанием различные количества связующего, можно варьировать размеры пор, которые образуются в результате удаления связующего прп прокаливании. [c.124]

Диффузия в переходной области. Часто пористую структуру катализатора представляют в виде системы капилляра радиуса г. Характер диффузии зависит от радиуса капилляра г и длины свободного пробега молекул Х. В зависимости от соотношения между г и Л обычно принимают молекулярную г 10Я), кнудсеновскую (г< 0,1Я) и переходную (0,1 1 < г< ЮХ) области. Кроме того, для тонконористых систем большой вклад в общий поток может [c.154]

Влияние пористой структуры катализатора на технико-экономические показатели процесса, исследуемое с помощ,ью мате-д1атического моделирования, практически невозможно установить экспериментальным путем. Несмотря на недостатки существующих методов моделирования пористой структуры катализаторов и связанный с этим приближенный характер расчетных результатов, данные, полученные с помощью математического моделирования гетерогенно-каталитических реакций, могут оказать существенную помощь при планировании экспериментальных работ, связанных с созданием эффективных катализаторов [77]. [c.169]

Пористая структура катализаторов и процессы переноса в гетерогенном катализе IV Междунар. конгр. по катализу. Спмпоз. 111/Под ред. Г. С. Борескова. Новоспбпрск Наука, 1970. 266 с. [c.357]

При содержании 5% кокса, теплоте сгорания 35000 дж/г и теплоемкости 1 дж/г-град. ДТ , составит 1750° К. Разумеется, в реальных условиях такие разогревы невозможны, так как тепло отводится от зоны окисления в газовый объем, но даже значительно меньшие разогревы могут привести к ухудшению пористой структуры катализатора, снижению его механической прочности и каталитичеакой активности. В связи с этим необходим расчет разогрева зерна катализатора при регенерации. [c.119]

Вакао И. В сб. Пористая структура катализатора и процессы переноса в гетерогенном катализе. Новосибирск, 1970, с. 83. [c.195]

Монтарнел P. — В кн. Пористая структура катализаторов и процессы переноса в гетерогенном катализе. Новосибирск, Изд-во АН СССР, 1970, с. 106—118. [c.294]

Структурные модификаторы стабилизируют желаемую, обычно пористую, структуру катализатора, которая без модификаторов мой<ет быть нарушена вследствие спекания. Наиболее хорошо такой механизм действия изучен для добавки окиси алюминия к железному катализатору синтеза аммиака. В этом случае добавка 1% А12О3 приводит к увеличению поверхности восстановленного железного катализатора от 0,5 до 10 и, Кроме того, предотвращает рост кристаллов а-Ре при отжиге. Адсорбционными измерениями удалось показать, что при содержании 0,42% А12О3 в катализаторе она покрывает 35% его свободной поверхности и образует на кристаллах железа тончайший слой, пренятствующи их спеканию [17 ]. [c.45]

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]

Как показано в главе IX, конечной целью определения оптимальной температурной последовательности (ОТП) в реакторе является оптимальная селективность процесса в каждом сечении алпарата. Но на селективность сложной химической реакции, протекающей на пористом катализаторе, а также на производительность единицы объема катализатора можно оказать влияние, варьируя пористзгю структуру катализатора. В случае изменения пористой структуры катализатора при фиксированной температуре кинетика химической реакции будет переходить из одной кинетической области в другую, например, из внутрикинетической во внутридиффузионную или наоборот. Соответственно изменится и селективность сложной реакции. В общем случае для определения оптимальной области протекания реакции, с точки зрения селективности, необходимо решить внутридиффузионную задачу в виде системы уравнений [c.191]

Внутренняя диффузия зависит от пористой структуры катализатора. По размерам поры условно делятся на три категории микро-поры диаметром менее 15 А, мезо-поры диаметром от 15 до 150 А и иакропоры диаметром более 150 А. Диаметр пор определяет внутреннюю диффузию. Основную долю общей поверхности многих катализаторов составляет внутренняя поверхность, поэтому именно на ней происходит большая часть взаимодействий и столкновений молекул реагентов. Структура пор весьма разнообразна, и в уравнение скорости внутренней диффузии входит фактор эффективности, учитывающий, насколько затруднена для реагентов диффузия в поры и из них. Однако во многих случаях не так важно знать величину константы скорости внутренней диффузии к, как выяснить, протекает ли реакция в основном на внешней поверхности катализатора или внутри пор, и определить последствия этого. Например, для последовательной реакции [c.10]

Удельная поверхность и пористая структура катализатора сильно зависят от способа удаления растворителя из осадка, геля, суспензии нли из пропитанного носителя. Этот способ выбирают с учетом того, в какой форме катализатор будет в дальнейшем использован. Часто применяют непосредственное выпаривание, но оно может привести к сегрегации компонентов. На микроструктуру также влияет скорость сушки, и ее следует регулировать. Интересные результаты получаются при замораживании силикагелей, содержащих большое количество воды. Замороженный продукт уплотнения геля оксида кремния становится не-растворпмым в воде, и после оттаивания оксид кремния приобретает структуру кристаллов льда. Так, если инициировать рост дендритных кристаллов льда, то можно получить волокна оксида кремния [21]. Методом замораживания были получены силикагели с чрезвычайно высокими удельными поверхностями порядка 1000 м /г. Замена воды в геле на спирт и выдерживание его при критических условиях в автоклаве привели к получению образцов с высокой удельной поверхностью и очень большими порами [22]. Использование для промывки геля жидкостей с более низким, чем у воды, поверхностным натяжением, например ацетона, предотвращает обусловленное капиллярными силами захлопывание узких пор при сушке геля. Одним из недостатков способа получения твердых веществ с высокой удельной поверхностью через образование геля является низкая концентрация твердого вещества в растворе. Приходится удалять большие количества растворителя, что требует дополнительных затрат. Кроме того, образуется чрезвычайно рыхлый порошок, и перед дальнейшим использованием его обычно формуют. [c.23]

Другие исследователи [143, 144] предполагают, что пористая структура изменяется в результате химических процессов, приводящих к образованию новых фаз и разрушению внутренней пористой структуры. Катализаторы, имеющие высокие отношения K2O/V2O5, проявляли большую термостойкость, хотя часть калия связывалась в нерастворимую в воде соль независимо от соотношения промоторов, [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология