Структура катализатора и его активность

Кислотно-основные свойства катализаторов. Сведения о кислотности часто необходимы при оценке свойств катализаторов. Активность и селективность катализаторов в реакциях крекинга органических соединений, изомеризации, полимеризации, дегидратации и других находятся в непосредственной связи с их кислотными свойствами. В настоящее время общепризнанным является принцип родственности механизмов гомогенного и гетерогенного кислотного катализа. Поэтому, по аналогии с гомогенным катализом, в гетерогенном катализе используются такие понятия, как кислота Бренстеда , кислота Льюиса и, соответственно, бренстедовские и льюисовские кислотные центры. Однако вопросы структуры кислотных точек на поверхности катализаторов, возможность перехода одного типа кислотных центров в другой, а также их влияние на поведение катализатора в процессе все еще остаются дискуссионными. [c.381]

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]

Магнетизм и структура каталитически активных твердых веществ. Каталитическое окисление ацетилена воздухом в производстве кислорода. Отравление металлических катализаторов. [c.418]

Прокаливание адсорбента-катализатора. Активность катализаторов и адсорбентов окончательно складывается в процессе прокаливания их при более высоких температурах. Шарики после гидротермальной сушки под давлением сохраняют до 12—15% адсорбционной, химически связанной воды. Для удаления этой влаги их прокаливают при 650—700° С (и выше) в течение 10 ч. В результате качество катализатора-адсорбента повышается. Анализ структуры пор показывает, что количество пор у шарикового алюмосиликатного [c.127]

Энтропия информации адсорбционных катализаторов при спекании является удобной количественной характеристикой для прогнозирования снижения активности каталитических систем. Гибель активной структуры катализатора при его спекании исследована с информационных позиций на примере процесса спекания разведенных адсорбционных платиновых катализаторов [88, 89]. [c.106]

Для нанесенных катализаторов при окислительной регенерации может наблюдаться уменьшение дисперсности активного компонента. Основной причиной изменения дисперсности активного компонента в нанесенных катализаторах, как и в случае других пористых катализаторов, является удаленность системы от состояния равновесия [1]. После периода разработки дисперсная структура катализатора находится в некотором стационарном состоянии, когда дисперсность в данных температурных условиях не изменяется. Однако в процессе окислительной регенерации перегревы и действие паров воды ускоряют рост частиц. Например [130-132], под действием высоких температур происходит укрупнение частиц платины на поверхности носителя. При нагревании до 500 °С наблюдается рост частиц платины и соответствующее уменьшение поверхности платины и степени превращения в реакции гидрирования бензола [132]. При нагревании до 600-800 °С платиновый катализатор практически полностью теряет активность, что видно из приведенных ниже данных . [c.61]

Основная цель введения хлорида заключается в сохранении активности кислотных центров, имеющихся в структуре катализатора. Кислотные центры катализируют протекание реакций дегидроциклизации и изомеризации, приводящих к образованию желаемых компонентов, но наряду с этим ката-лизуют также нежелательные реакции деалкилирования (крекирования). [c.42]

Катализаторы на носителях, вероятно, являются наиболее распространенным типом сложных катализаторов. Они получили широкое распространение благодаря удобству их практического применения (подробнее см. главу V). В этих катализаторах активную часть наносят на инертную подкладку — носитель. Таким образом, эти катализаторы как минимум, двухфазны. Возможно троякого рода влияние носителя на каталитический процесс 1) увеличение поверхности катализатора 2) влияние пористой структуры носителя на активность и избирательность (эта проблема целиком относится к вопросам, связанным с диффузионными явлениями) и 3) специфическое действие носителя. [c.46]

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]

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]

Теория промежуточных соединений не объясняет зависимость активности катализаторов от способа их приготовления, типа носителя и других факторов, определяющих структуру катализаторов. [c.63]

Кроме химического состава большое значение для катализатора имеет его строение, характер пористой структуры поскольку активные центры катализатора расположены в основном внутри пор, доступность их для реагирующих молекул зависит от размера пор и их объема. [c.237]

Рис. 22. Изменение каталитической активности, селективности и структуры катализаторов в зависимости от количества пропущенного сырья

Искажение, связанное с переносом внутри зерен (т. е. внутридиффузионное торможение) сохраняется. Его снятие требует уменьшения размера зерен катализатора при испытании. Сохраняя неизменным химический состав и меняя размеры зерен катализа--тора, можно выявить влияние пористой структуры на активность контактной массы, т. е. определить внутри-диффузионное торможение при различных размерах, а также максимальный размер зерен, соответствующий переходу от внутридиффузионной к кинети--ческой области. [c.287]

При гомогенном катализе промежуточные соединения и реагирующие вещества составляют одну фазу (газовую или жидкую). В гетерогенных каталитических процессах промежуточные соединения образуются на поверхности раздела фаз и часто представляют собой систему хемосорбционого типа. В гетерогенном катализе особо важную роль играют величина поверхности катализатора и ее сЬстояние, характер активных центров, дефектность структуры катализатора. Активные центры составляют небольшую долю поверхности. [c.364]

Количественный анализ массопередачи в портстой структуре катализатора и связь ее с наблюдаемыми (кажущимися) характеристиками реакций является предметом многочисленных исследований. Общий теоретический подход при анализе рассматриваемых систем, основанный на известных принципах диффузионной кинетики, сводится к выводу уравнений, описьшающих одновременное протекание массопереноса и химической реакции на активной поверхности катализатора. При этом учитьгеается, что реагенты и продукты реакции диффундируют в грануле катализатора в противоположных направлениях. [c.79]

В зарубежной литературе последних лет появились ряд публикаций, посвященных вопросам поиска оптимальной поровой структуры катализаторов для процессов каталитического гидрооблагораживання нефтяных остатков с применением математических методов, основанных на принципах диффузионной кинетики [60, 61, 62]. Наиболее интересные результаты получены на баае развиваемых в последнее время представлений о протекании основных реакций в режиме конфигурационной диффузии. Учитывая большое влияние на эффективность используемых катализаторов накопления в порах отложений кокса и металлов, необратимо снижающих активность катализаторов, наибольшее внимание уделяется анализу закономерностей изменения физико-химических свойств гранул катализатора в процессе длительной эксплуатации. В качестве примера рассмотрим результаты анализа влияния размера пор катализаторов на скорость деметаллизации нефтяных остатков [60]. Авторы предложили следующую зависимость для определения скорости деметаллизации с учетом физических свойств катализатора и времени его работь [c.83]

Фирма Union Oil of aliforraa опубликовала [10] результаты 27-месячного пробега установки гидрообессеривания мазута из смеси сернистых нефтей с использованием катализатора RF-11, имеющего гранулы с сечением трехлепестковой формы. С обеспечением высокой глубины удаления серы (87-94%) на катализаторе было переработано мазута 5,2 м /кг. Благодаря особой форме гранул и его поровой структуре катализатор характеризуется рядом преимуществ 1) большой емкостью по металлам при сохранении относительно высокой активности 2) меньшими размерами между поверхностью и наиболее удаленной точкой от поверхности в грануле, в результате наблюдается более эффективное использование гранул 3) меньшим перепадом давления в слое. [c.110]

Пористая структура и размеры зерна катализатора через, диффузионные явления, прежде всего влияют на активность и избирательность катализатора. Эти вопросы рассматривались в главе III. Однако структура катализатора влияет не только на эти свойства. Она определяет в значительной мере механическую прочность катализатора и тем влияет на егодолговечность. Скорость зауглероживания катализатора и скорость регенерации, также зависят от структуры пор катализатора. Форма и размер зерен определяют и - гидравлическое сопротивление слоя катализатора и следовательно энергетические затраты на транспорт потока. В отношении активности и селективности катализатора и сопротивления слоя можно в более или менее строгой форме применять теоретически обоснованные методы оптимизации структуры и формы, в отношении же остальных свойств, на которые влияют структура и форма, приходится применять названные выше методы эмпирической оптимизации или расчетного сравнения отдельных вариантов. [c.189]

Применяемые катализаторы пористы и обладают большой адсорбционной способностью. Их свойства сильно зависят от способа получения. Обсуждение значения физической структуры катализатора, а также соответствующая математическая обработка содержатся в работе Уилера (Wheeler [288, 289]). Два катализатора с одинаковым химическим составом, но с разной величиной и с разным расположением пор могут отличаться друг от друга по активности, избирательности, температурным коэффициентам скоростей реакций и по устойчивости к действию каталитических ядов [290, 291]. Хотя химические свойства и каталитическое действие поверхности могут не зависеть от размера пор, мелкие поры по-разному влияют на процесс крекинга в зависимости от того, каким образом проникают молекулы углеводородов в глубину пор, как они удаляются и в течение какого времени они проходят через поры катализатора. [c.340]

При восстановительных процессах (восстановление нитрогруппы в нитрофеноле и пикрщювой кислоте на платине, восстановление карбонильной группы в ацетоне) основным активным центром также является одноатомный ансамбль. Кроме того, для платиновых катализаторов активной оказывается и более сложная структура — пятиатомный ансамбль [Р1]5. Механизм реакции в этом случае еще не вполне ясен и требует дальнейшего изучения. [c.362]

Прокаливание микросфер. Если обезвоживание суспензии в процессе сушки осуш ествляется непрерывным методом, то процесс прокаливания микросферического катализатора в прокалочной колонне протекает периодически в кипяш,ем слое, создаваемом дымовыми газами, подаваемыми под слой катализатбра. Количество дымовых газов регулируют таким образом, чтобы в колонне было достаточное шевеление прокаливаемого катализатора и в то же время не было уноса не только основной массы, но и наиболее легких частиц. Разность температур катализатора и дымовых газов должна быть максн-мальЕюп, но в то же время такой, чтобы при быстром парообразовании и затруднительности его диффузии через поры катализатора она не могла привести к деформации частиц. При резком повышении температуры в прокалочной колонне катализатор вследствие оседания на его поверхности большого количества органических веществ может загореться и в результате произойдет спекание микросфер и все поры закроются. Каталитическая активность такого катализатора сильно снижается. Путем прокаливания исправляются некоторые нарушения в структуре катализатора, появившиеся в процессе сушки. После прокаливания катализатор приобретает высокую механическую прочность и термическую стабильность. Кроме того, при температуре прокаливания 600 — 750° С входящий в состав алюмосиликатного катализатора глинозем ЛиОд переходит в каталитически активную форму. [c.68]

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]

В качестве примера перемещения зоны реакции можно привести процесс получения извести из известняка в вертикальных печах и сжигания угля в непрерывно действующих топках. К таким системам следует также отнести регенерацию катализатора процесса крекинга углеводородов, изученную Джонсоном, Фроументом и Уотсоном [29] и др. В результате крекинга углеводородов на частицах катализатора отлагается углерод. Поскольку при этом происходит непрерывное снижение активности катализатора, углерод необходимо периодически выжигать, пропуская через нагретый катализатор поток воздуха. В одном хорошо известном процессе крекинг и регенерацию проводят одновременно в двух аппаратах с псевдоожиженным слоем при непрерывной циркуляции катализатора из одного слоя в другой. В другом процессе обе реакции проводят в неподвижном слое, т. е. катализатор, не выгружая из аппарата, периодически регенерируют пропусканием горячего воздуха. Поскольку реакция сильно экзотермична, реакционная зона проходит через слой катализатора в том же направлении, что и поток воздуха, аналогично рассмотренному выше процессу обжига сульфида цинка. Одной существенной особенностью крекинг-процесса является необходимость поддержания максимальной температуры ниже определенного значения во избежание нарушения структуры катализатора и потери активности. [c.177]

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]

Описание физико-химических явлений, составляющих гетерогенно-каталитический процесс в порах катализатора, опирается на рассмотренную классификацию геометрических моделей пористых сред, в частности на иерархичность их строения, в которой выделяются несколько уровней организации пористой структуры 1) молекулярная и субмолекулярная структура катализатора — плотность и характер расположения активных центров, дефектов кристаллической решетки, кристаллическое строение, состояние поверхности 2) поровая структура — форма нор, связность порового пространства, суммарная внутренняя поверхность, распределение пор по размерам 3) зерновой (гранулометрический) состав катализатора — текстура катализатора, форма частиц катализатора, распределение зерен по размерам и по объемам [c.139]

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]

Структура катализатора. После химического состава ваяшей-шими факторами, определяющими активность и избиpateльнo ть [c.173]

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]

Наиболее активные образцы катализаторов получены двухстадийной пропиткой (сначала наносится М0О3). Оптимальная температура прокаливания 600 °С, продолжительность прокаливания подбирается так, чтобы не вызывать физических изменений структуры катализатора. Введение Pd и Сг понижает активность, введение MgO — повышает. Количество М0О3 — 12—15%, NiO — 4—5%. См. также предыдущую аннотацию [c.91]

Основными характеристиками катализаторов крекинга являются химический состав, насыпная плотность, пористая структура, стабильная активность, фракционный состав и прочность. Испытание отечественных микросферических катализаторов осуществляют по ОСТ 38.01161—78, зарубежных — по стандартам ASTM или фирм-разработчиков. Лучшие микросферические катализаторы характеризуются следующими свойствами [c.114]

Описанные трудности необходимо учитывать, анализируя каталитические процессы в пористых зернах. Однако при определении оптимальных структур катализаторов для промышленных процессов достаточно применение правильных однородных и упорядоченных разнороднопористых структур. Нарушения и усложнения этих структур приводят к снижению активностей единиц объема катализаторов. Перед теорией приготовления катализаторов возникает задача синтеза катализаторов с правильной пористой структурой. [c.474]

Стабильность структуры катализаторов при нагревании зависит не только от физических свойств активного материала, но и от природы носителя [1]. Вследствие разной поверхностной подвижности атомов на различш 1х поверхностях природа носителя влияет и на размеры, и на форму дискретных частиц активного компонента, образующихся при нагревании контактов. Кристаллизация одного и того же вещества на разных носителях приводит к формированию структур, различающихся как внешней формой кристаллов, так и их размерами. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология