Кинетика процесса на промышленных катализаторах

Влияние различных факторов на масштабирование. Очень часто в промышленности две аналогичные реакторные системы работают совершенно различно, например опытный реактор и промышленный реактор, или, более того, два идентичных промышленных реактора не дают одинаковых показателей работы. Эта разница является результатом различия в характере потоков в реакторе, кинетике процесса, эффективности катализатора и т.д. Отделение чистой кинетики от физических эффектов затруднительно. Поэтому прежде всего необходимо использовать ранее описанный (см. стр. 296) метод определения эффективности данного реактора или системы реакторов (последовательных, параллельных и т. д.). [c.420]

Многим катализаторам в процессе эксплуатации свойственна потеря активности [1, 2]. Многочисленные попытки уменьшить эту потерю оказались успешными, в результате чего в целом ряде процессов промышленные катализаторы могут использоваться в течение меся/цев или даже лет без замены. Иначе обстоит дело в случае каталитического крекинга. Приведенные в предыдущей главе материалы свидетельствуют о быстром снижении активности катализатора в ходе процесса, причем существует обратная зависимость между его активностью и скоростью отравления. Вследствие этого первые образцы низкоактивных катализаторов на основе природных глин могли работать в течение нескольких минут, тогда как время работы новейших высокоактивных цеолитных катализаторов исчисляется секундами. Поэтому изучение причин и кинетики отравления является основой как для совершенствования катализаторов, так и для углубления знаний о сущности каталитического крекинга. [c.61]

Рациональное разделение всего слоя катализатора на секции следует проводить по принципу равенства тепловых эффектов в каждой из них на основании результатов исследований, полученных на опытных или полузаводских установках, представляющих собой модель, воспроизводящую кинетику процесса будущей промышленной установки. Приближенное значение числа ступеней и реакцион- [c.80]

Реакции между газообразными веществами на поверхности твердых катализаторов весьма часто применяются при осуществлении промышленных процессов (синтез метилового спирта, реакции гидрогенизации и дегидрогенизации углеводородов, синтез и окисление аммиака и т. д.). Кинетика таких каталитических реакций существенно изменяется по сравнению с кинетикой в отсутствие катализатора. В некоторых случаях увеличение парциального давления одного из реагирующих газов приводит вместо ускорения реакции к ее замедлению. В других случаях замедление реакций происходит вследствие увеличения количества одного из продуктов реакции. В гетерогенных газовых реакциях часто наблюдается дробный порядок реакций. [c.409]

Из этих данных видно, что при температуре ниже 800 К равновесие сдвинуто в сторону образования ЗОз, тогда как при температуре факела (свыще 1500 К) равновесие сдвинуто в сторону образования SOj. Это равновесие было тщательно исследовано [944] в связи с его огромным промышленным значением в производстве серной кислоты. Так же тщательно была изучена кинетика процесса и катализаторы. [c.192]

Нормальный размер зерен промышленных катализаторов гидроформинга составляет примерно 3—5 мм. Однако специальное исследование влияния диффузии в зерне катализатора на кинетику каталитического дегидрирования циклогексана (на 100%-ном циклогексане и алюмохромовом катализаторе) показало, что в ряду размеров частиц катализатора 3,1 1,8 и 0,5 мм резко возрастает скорость реакции и увеличивается соотношение между промежуточными (циклогексен) и конечными (бензол) продуктами реакции [118], что определяется снижением эффекта диффузионного торможения. Такое явление имеет существенное значение при оценке процесса на пылевидных катализаторах (на этом мы остановимся ниже). [c.292]

В этом примере рассмотрим, как на основе лабораторных данных по кинетике процесса можно оценить параметры промышленного реактора, проектируемого для проведения процесса на высокоактивном мелкозернистом катализаторе. Для определенности зададимся некоторыми гипотетическими конкретными значениями кинетических характеристик. [c.277]

Кинетика процесса окисления диоксида серы во взвешенном слое катализатора в значительной степени определяется гидродинамическими факторами, так как кроме интенсивного радиального и осевого перемешивания возможен проскок газа в виде пузырей. Учесть все факторы очень трудно. Однако опытно-промышленные и промышленные испытания показывают, что в редакторах большого диаметра достигаются условия полного перемешивания. Поэтому скорость окисления ЗОг в этом случае можно принять одинаковой во всех точках кипящего слоя и, следовательно, расчетное уравнение (6-19) можно представить в таком виде [c.163]

Указанные здесь отрицательные стороны перевода каталитических реакций во внешнедиффузионный режим заставляют избегать (по возможности) диффузионной области в практике катализа, чем и объясняется малочисленность примеров внешнедиффузионной кинетики среди промышленных каталитических процессов в стационарном слое. Многие недостатки стационарного слоя снимаются при проведении реакции в кипящем слое катализатора. Важными особенностями реакторов с кипящим слоем являются равномерное температурное поле, интенсивный теплообмен между газом и твердой фазой в сочетании с развитой поверхностью последней. В литературе разрабатываются количественные модели этих реакторов, однако проектирование их все еще является в значительной степени эмпирическим. [c.87]

Гетерогенно-каталитические процессы занимают особое место в кинетике, они протекают на границе раздела фаз твердое тело—газ, твердое тело—жидкость. Эти процессы широко используют в промышленной практике. В табл. 16.1 приведены примеры таких каталитических процессов и катализаторов. [c.184]

Для испытания катализаторов в условиях, близких к промышленным, решения задач оптимизации технологического режима, а также для исследования кинетики процессов в условиях метода идеального вытеснения предложена конструкция блочного изотермического реактора, моделирующего промышленный, с контролем изотермичности и градиентов концентраций вдоль слоя контакта. [c.29]

Регенерации алюмосиликатного шарикового катализатора (изучению кинетики процесса и получению необходимых данных для расчета промышленных регенераторов) посвящено значительное количество работ. Всесторонне изучена проблема интенсификации процесса регенерации. Однако при увеличении скорости выжига кокса могут быть превышены допустимые для частицы алюмосиликатного катализатора тепловые нагрузки и катализатор выйдет из строя либо из-за спекания, либо из-за разрушения. В настоящем сообщении анализируется влияние условий выжига кокса на катализаторе на теплонапряженность зоны горения. [c.104]

Применяемые в промышленности реакторы со стационарным монолитным или насыпным слоем катализатора, реакторы с движущимся или псевдоожиженным слоем, естественно, не могут быть даже приблизительно описаны простой одномерной моделью, так как для многих реальных реакторов отношение диаметра к их длине не может быть принято за малый параметр. Следует подчеркнуть, что теория одномерного реактора на данном этапе достаточно полно разработана только с учетом простейшей кинетики. Реальные промышленные процессы проводятся в изотермических, неизотермических или адиабатических условиях и характеризуются сложной многостадийной и многомаршрутной кинетикой. В будущем следует проверить работоспособность одномерной модели для случая сложной кинетики. [c.173]

В области каталитического крекинга имеется немало достижений. В этом процессе используются огромные количества промышленных катализаторов и производится наибольшее количество продуктов. Он явился средством создания гибкой, богатой и наиболее отвечающей нашим традициям промышленности. Он стимулировал написание наибольшего количества статей по кинетике, распределению продуктов, составу катализаторов и другим подобным вопросам, по сравнению с другими промышленными процессами. Поэтому не удивительно, что многое известно о катализаторах крекинга. Более удивительным является то, что подлинная картина химизма этого процесса создается только сейчас, в настоящее время. Вкратце она состоит в следующем. [c.134]

В связи с этим в настоящей книге рассмотрены в основном процессы и катализаторы, имеющие значение для практики, описаны методы приготовления катализаторов, особенности механизма и кинетики окисления органических веществ разного строения на них и приведены данные об очистке отходящих газов ряда промышленных производств, отработавших газов автомобилей и сточных вод в паровой фазе. Кроме того, кратко освещены и другие области применения процессов глубокого окисления (источники тепла, газоанализаторы и др.). [c.4]

Боресков указывает [370], что по своей активности, отнесенной к единице веса, платина превосходит все известные катализаторы окисления ЗОг. Поэтому платина, нанесенная на различные носители (асбест, сульфат магния, силикагель) до недавнего времени широко применялась как промышленный катализатор в производстве серной кислоты [3701. В ходе изучения кинетики и механизма реакции окисления 50г установлено, что ее лимитирующим этапом является адсорбция ЗОз на поверхности платины, покрытой адсорбированным кислородом, продукт реакции — 50з — связан с поверхностью контакта настолько сильно, что это тормозит адсорбцию кислорода и тем самым скорость всего процесса [109]. В результате кинетических исследований Боресковым выведено уравнение, удовлетворительно описывающее полученные экспериментальные данные. Это уравнение может быть использовано для расчета необходимого для загрузки в промышленный реактор количества катализатора. [c.267]

В книге излагаются научные основы разработки и проектирования гетерогенно-каталитических процессов. Книга включает в себя разделы, посвященные теории катализа и вопросам подбора катализаторов, теоретической и прикладной кинетике гетерогенно-каталитических реакций, расчету и оптимальному проектированию реакторов, технологии производства катализаторов и лабораторным методам исследования каталитических процессов и катализаторов. Книга рассчитана на научных работников и инженеров химической и нефтеперерабатывающей промышленности, аспирантов и студентов старших курсов химических и химико-технологических ВУЗов. [c.2]

В заключение следует остановиться на прогнозировании сложных многофункциональных катализаторов и каталитических систем. Применение таких систем находит все большее применение в промышленности, поскольку дает возможность осуществлять в одну стадию сложные синтезы и повысить селективность процессов. Поскольку подбор катализаторов для простых реакций проще, чем для сложных, и часто такие катализаторы уже известны, наиболее просто синтезировать каталитические системы механическим смещением, исходя из принципа автономности каталитического действия, т. е. подбирать такие компоненты смеси, которые в условиях сложного процесса не изменяли бы каталитических свойств в отношении простых составляющих реакций и не оказывали бы вредного действия на реакции, которые катализируются другими компонентами смеси. Если такие компоненты системы найдены изложенными выше методами, то вопросы эффективности ее применения, состава системы и его изменений по координате реакции могут решаться количественно, исходя из механизма и кинетики процесса, математическими методами оптимизации. [c.7]

В настоящее время практически отсутствуют данные по кинетике процессов термического и термокаталитического разложения сераорганических соединений, содержащих в молекуле 10 и более углеродных атомов, присутствие которых можно ожидать в средней и высокомолекулярной частях сернистых нефтей. Несколько лет назад в отделе химии Башкирского филиала АН СССР были начаты работы по изучению кинетики и механизма каталитических превращений сернистых соединений [92, 94]. Изучение превращений индивидуальных сернистых соединений ведется в присутствии промышленного шарикового алюмосиликатного катализатора в условиях, приближающихся к заводскому режиму каталитического крекинга. Сернистые соединения берут в виде раствора их в нефтяных фракциях в концентрациях, близких к фактическому содержанию сернистых соединений в соответствующих нефтяных фракциях. Изучение механизма и кинетики каталитических превращений сернистых соединений в таких условиях позволит не только получить новые данные об их свойствах и реакциях, но и даст ответ на ряд весьма важных технологических вопросов, связанных с каталитической переработкой дистиллятов сернистых нефтей. [c.362]

Катализ и кинетика каталитических реакций. Разработка новых процессов с использованием гомогенного металлокомплексного катализа, С-1 химия. Методы анализа, отбора и испытаний промышленных катализаторов. [c.345]

В книге изложена теория гетерогенного катализа, рассмотрены кинетика и технология каталитических процессов. Подробно описаны важнейшие типы промышленных катализаторов, основные методы их приготовления, типовые технологические схемы производства катализаторов и основное оборудование. [c.2]

Кинетика процесса на промышленных катализаторах [c.356]

Изучению кинетики регенерации промышленных катализаторов от углеродистых отложений окислением последних кислородом воздуха посвящено большое число расчетных й экспериментальных работ. Несмотря на то, что ряд частных задач решен, общая математическая модель нестационарного и неизотермического процесса регенерации, удовлетворительно описывающая экспериментальные данные, как правило, не используется при расчете процесса. Кроме того, фо]рмулируя приближенные модели, авторы ряда работ делают неоправданные допущения. [c.304]

После того как на первой промышленной установке было доказано значительное преимущество термо каталитического метода фекирования нефтяного сырья по сравнению с чисто термическим, этот процесс получил большое распространение. Одновременно изучалась кинетика процесса, а также химизм и механизм реак-нии распада индивидуальных углеводородов в присутствии ал ю- осиликатпых катализаторов различного состава. [c.436]

В 1930-х годах появились первые научные исследования по кинетике реакций, протекающих в проточных системах. Начало этим исследованиям было положено химиками — специалистами в области катализа А. А. Баландиным, Г. К. Боресковым, М. Г. Слинь-ко и М. И. Темкиным (СССР), А. Ф. Бентоном (США), Э. Винтером (Германия). В 1932 г. Г. К. Боресков впервые в качестве одной из основных задач конструирования и расчета трубчатых контактных аппаратов для сернокислотной промышленности назвал обеспечение максимальной скорости процесса и максимального использования контактного объема . Отмечая отставание теории и недостаточное знание закономерностей протекания даже таких важных каталитических процессов, как окисление сернистого газа, он предложил метод проведения этой реакции в условиях не одной оптимальной температуры для всего процесса, а оптимальной кривой изменения температур, характерной для каждого процесса и катализатора . Эти пионерские исследования были продолжены в 1936—1937 гг. с целью установления оптимальных условий контактного процесса — температурного режима и состава исходной газовой смеси. Работы эти следует считать своеобразной экстраполяцией химической кинетики на ту область, которая до 1940-х годов была объектом химической технологии, как науки сугубо прикладной, лишенной права на фундаментальные исследования. [c.152]

Особого внимания засл живают исследования каталитических превращений ОСС в щэис тствии промышленных катализаторов гидроочистки, ппатформинга и крекинга, которые генетически связаны с превращениями углеводородов, выполненных ранее Р.Д. Оболенцевым. На основании результатов исследований термодинамики, кинетики и механизма реакций гид-рогенолиза ОСС дано теоретическое обоснование процесса гидроочистки. Выявлена возможность гидрообессеривания высокосернистых нефтей, В результате этих исследований впервые показана возможность применения гетерогсшных катализаторов для ускорения реакций ОСС. Распространенное мнение, что ОСС в основном являются контактными ядами, не подтвердилось, что оказалось чрезвычайно важным для разработки новых технологических процессов с участием соединений серы. [c.197]

На установке проточного типа исследовано влияние на степень превращения метана давления (1—20 ат), температуры (700— 900° С), соотношения СОз СН (1,9—6,3) в исходной смеси и объемной скорости. С целью изучения кинетики процесса объемная скорость Еыбиралась такой, чтобы процесс протекал вдали от равновесия. Катализатор ГИАП-3-6Н, использовавшийся в экспериментах в виде зерен неправильной формы размером 1 —2 мм, имел следующие основные характеристики содержание N1 —7%, удельная поверхность 8 и пористость 33%. Для удобства сравнения получаемых данных был взят катализатор одной промышленной партии. Перед проведением опытов он восстанавливался в одинаковых условиях в токе электролитического водорода. [c.58]

Для создания новых производств нужен умелый, научнообоснованный подбор соответствующего катализатора, изучение кинетики процесса, разработка рациональной технологической схемы производства. Для этого необходима совместная творческая работа работников химической промышленности рабочих, инженеров, техников, технологов и ученых, работающих в области катализа. [c.45]

Другое исследование, проводимое Русовым, Певзнер и Стрельцовым, направлено на выяснение границ влияния макрокинетических факторов на процесс синтеза аммиака на технических катализаторах. После работ Темкина и Пыжова , Эмметта и Куммера и наших > кинетика этого процесса настолько выяснена, что можно было бы использовать выводы теории для количественных расчетов промышленных колонн синтеза и оптимальных условий его проведения. Как показано автором, в обычно принятых условиях лабораторных исследований макрокипетические факторы не осложняют реакцию. Однако имеется опасность, что при переходе к условиям и масштабам промышленных установок (крупные куски катализатора, высокие давления, возможность перегревов) имеет место наложение влияния диффузии, что не учитывалось авторами цитированных работ. Это обстоятельство может исказить найденные в лаборатории параметры и зависимости. Методика проводимой нами работы сводится, в основном,к исследованию кинетики процесса в циркуляционной установке на отдельных кусках катализатора разной величины, свободно висящих в потоке газа, при разных температурах, скоростях потока и давлениях газа. [c.361]

Из-за сложности и разнообразия промышленного сырья относительный вклад различных процессов, сопровождающих крекинг, зависит от соотношения катализатор сырье. Это приводит к обширным возможностям, в выборе указанного соотношения с целью Ьптимизации экономики процесса. Поэтому для разработки катализаторов важно иметь надежный метод количественной оценки его селективности и кинетики процесса. Предположение, что одна простая модельная реакция, как, например, крекинг кумола, позволит сделать такую оценку, неверно. Можно предположить, что адекватную характеристику катализатора для промышленного применения удастся получить при использовании от 5 до 10 контрольных реакций крекинга различных модельных исходных соединений. Более надежный путь заключается в использовании 5 или 10 модельных реакций, основанных на фракционированном (модельном) сырье, представля1ющем собой смеси индивидуальных 134 [c.134]

В. Н. Ипатьевым-, это определило ведущую роль их преемников — советских ученых —п в области изомеризационного катализа. Каталитическим системам, выявлению механизма и кинетики. изомеризации посвящены работы Н. Д. Зелинского, G. С. Наметкина Б- А. Казанского, А. А. Баландина, А. Д. Фроста, А. Д. Петрова, Г. К. Борескова, X. М. Миначева, Ал. А. Петрова, С. Л. Кипермана и многих других. В последние годы созданы оригинальные отечественные промышленные катализаторы и процессы изомеризации различных углеводородов и нефтяных фракций. Это является заслугой научных коллективов, возглавляемых Н. Р. Бурсиан, В. И. Каржевым, Е. Д. Радченко, А. Д. Сулймовым. [c.8]

На уравнениях для режима идеального вытеснения можно основывать тепловые расчеты промышленных проточных адиабатических реакторов с неподвижным слоем катализатора, хотя режим перемешивания в них может и отличаться от режима идеального вытеснения. Это объясняется близостью величин D d Idl ) и X d TfdP), что делает справедливым последующие расчеты и для аппаратов с продольным перемешиванием (режим 2 в табл, ЛАП.1), Заметим, что, как показано ниже, для расчета ДГад не нужны данные о кинетике процесса, т. е. нет необходимости в определении вида зависимости гц — Гц(С1, Г). [c.282]

Изложенные закономерности описывают кинетику собственно химич. превращения, не осложненного влиянием процессов переноса реагирующих веществ и тепла (область химич. кинетики). Промышленные катализаторы обычно представляют собой пористые зерна с развитой вяутрепней поверхностью, в десятки тысяч раз превышающей нарун ную поверхность. При достаточно бoльпJOЙ скорости химич. превращения наблюдаемая скорость каталитич. процесса зависит от скорости диффузионного переноса реагирующих веществ внутрь зерен и продуктов реакции в обратном направлении. Больиюе значение ири этом имеет пористая структура катализатора (объем и размеры пор), влияющая как на активность, так и на избирательность катализатора. Для каждого каталитич. нро- [c.236]

Изучена реакция циклотримери,зации бутадиена-1,3 из С4-фракции пиролиза без. предварительного выделения его на комплексных металлоорганических катализаторах в лабораторном реакторе полного. подобия. Определены условия ироведения эксперимента в модельном реакторе. Показано, что при испо.чьзовании нескольких ступеней контакта С4-фракции с катализаторными растворами можно достичь 95%-ного исчерпывания бутадиена-1,3. Данные, полученные при изучении кинетики процесса в лабораторном реакторе, можно использовать для расчета промышленного реактора. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология