Бидисперсные структуры

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]

Для подтверждения сказанного приведем пример зависимости степени превраш,ения хлорбензола Т1(. от X, полученной при изучении гидролиза хлорбензола на силикагеле с бидисперсной структурой [1] (рис. 3.1). При температуре 500° С наблюдается монотонное возрастание степени прев-раш,ения с увеличением доли объема узких пор, и максимальная степень превращения достигается при х = 1. При температурах 550 и 600° С максимальная степень превращения достигается при X < 1. Уменьшение относительной пористости узких пор при 600° С увеличивает производительность катализатора более чем в [c.120]

В работе [657] изменение наклона йъ йа на участках Л и В объясняют на основании гипотезы о бидисперсной структуре пор. В соответствии с этой гипотезой, изотерма 3 (см. рис. 15.1) делится на три участка. На первом участке сорбции происходит заполнение пор первого вида, а на третьем — пор второго вида. На втором, промежуточном участке происходит заполнение пор обоих видов. Такой механизм сорбции возможен, но следует признать маловероятным применимость предложенной гипотезы к более широкому кругу сорбентов, так как необходимо учитывать распределение и вид активных центров внутри пор и характер взаимодействия молекул с ними. [c.244]

Таким образом, для катализаторов с монодисперсной структурой параметрами, определяющими объемную производительность катализаторов, являются пористость и средний радиус пор. Для катализаторов с бидисперсной структурой к названным параметрам следует добавить еще средний радиус широких пор [c.119]

Зерно катализатора. Для бидисперсных структур в стационарном режиме градиенты концентраций в тупиковых или соединительных порах длиной нк и диаметром ик редко бывают значительными. Большие градиенты имеют место лишь при [c.9]

Матрос Ю. Ш., Кириллов В. А. Нестационарные процессы в пористом зерне катализатора с бидисперсной структурой.—Управляемые системы, Новосибирск, 1970, вып. 7, с. 70—77. [c.23]

Скорость реакции в катализаторе бидисперсной структуры [73] [c.65]

Удельная поверхность катализатора бидисперсной структуры будет больше 5уд монодисперсных в том случае, если размеры микро-и макропор различаются не менее, чем в 4 - 6 раз. [c.49]

Используя (2.111), получим активность зерен катализатора бидисперсной структуры [c.77]

Сопоставление моно- и бидисперсной структур. Выразим коэффициент диффузии в макропорах бидисперсного катализатора через молекулярный, определенный при нормальных условиях Dq [c.77]

Если диффузия близка к молекулярной, то оптимальной будет монодисперсная структура, если к кнудсеновской, то, как и для твердого катализатора, - бидисперсная структура макропор с размерами, обеспечивающими молекулярный характер диффузии, и микропор, создающими необходимую удельную поверхность катализатора. [c.80]

При температуре 420 С жидкая пленка полностью используется, если удельная поверхность составляет не менее 10 м /г и радиус пор 520 А в глобулярной структуре. Переход к бидисперсной структуре позволит облегчить перенос вещества в макропорах и сохранить общую поверхность не менее 10 м /г. При более плотной упаковке микроглобул (е = 0,27) общая пористость бидисперсной структуры 65 = 0,45. Радиус микропор должен быть не более 200 А. Используя измеренное значение = 1,5 см /г-с-ат, можно рассчитать активность катализаторов моно- и бидисперсной структуры. Активность катализатора окисления диоксида серы бидисперсной структуры (Т = 420 С, е = 0,48, 65 = 0,45, г, = 200 А, к ,сс = 1.5 см /с-ат, Я3 = 0,3 см) приведены ниже [c.82]

Гранулированные цеолиты являются идеальным адсорбентом для раскрытия основных кинетических закономерностей процесса адсорбции. Этому качеству они обязаны регулярной бидисперсной структуре первая структура — микропоры кристаллита, вторая — переходные и макропоры, образованные при введении связующего и являющиеся единственными транспортными порами в грануле. [c.183]

Эффективным способом регулирования пористой структуры носителей является изменение дисперсности исходных порошкообразных материалов [281. Нами обнаружены новые возможности данного способа, связанные с применением порошков бидисперсного характера. Изменяя соотношение фракций порошка, существенно различающихся по размеру частиц, можно получать бидисперсную структуру носителя. Данный прием был положен в основу нового способа получения носителя катализатора конверсии углеводородов, отличающегося повышенной термостойкостью (табл. 1). Способ защищен авторским свидетельством [44]. [c.87]

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]

На рис. 11.1 представлена схема глобулярной бидисперсной структуры катализатора. [c.643]

Среди полидисперсных структур наибольший интерес представляют бидисперсные разветвленные структуры, содержащие поры двух размеров макропоры радиуса Гд, пронизывающие зерно катализатора, и примыкающие к ним ответвления - микропоры радиуса r (см. рис. 2.1,6). Микропоры образованы микроглобулами радиуса К,-. Последние сгруппированы в макроглобулы радиуса йд, пространство между которыми образуют макропоры. Общая пористость катализатора бидисперсной структуры [c.49]

В бидисперсных структурах, состоящих из мелких плотных частиц и соединенных в более крупные пористые частицы, наблюдается высокая активность катализатора. Г. К. Боресков отмечает, что преимущество такой структуры (бидисперсной) заключается в том, что степень использования вторичных частиц близка к единице, так как их размер мал. Степень использования всего зерна возрастает благодаря молекулярному характеру диффузии в крупных порах меноду вторичными частицами. Переход к бидисперсным структурам позволяет увеличить активность катализатора в 5-8 раз . [c.652]

Увеличение скорости реакции, благодаря переходу к бидисперсной структуре при одинаковом размере первичных частиц и зерен катализатора (если в обоих случаях процесс протекает во внутридиффузионной области), выразится соотношением [c.65]

Исследования показали, что значение коэффициента извилистости 7 реальных однородно-пористых материалов, не имеющих бидисперсной структуры, лежит в пределах от I до 1,57 и с увеличением пористости уменьщается, приближаясь к I. Экспериментальная зависимость у = fis) аппроксимирована следующими уравнениями [5] [c.537]

Многие материалы имеют смешанную структуру, являющуюся комбинацией капиллярной и корпускулярной структур. Они относятся к бидисперсным структурам. Кроме названных структур выделяют пластинчатые, состоящие из пластинок, и волокнистые, состоящие из волокон и нитей. [c.156]

Рис. 6.10.3.4. Модель капиллярно-пористого тела с бидисперсной структурой

Применимость этих результатов ограничена ввиду сложной геометрии пор. Была создана модель бидисперсной структуры, состоящей из микро- и макропор. При этом, однако, необходимо знать величину коэффициента диффузии как в микро-, так и макропорах в отдельности. Степень использования для микропор близка к единице. Она может быть меньше единицы, если велико отношение константы скорости поверхностной реакции к коэффициенту диффузии. На основании работ Мингле и Смитаи Харриота можно утверждать, что общая степень использования для изотерми- [c.104]

Для сложных неоднородных структур трудно определить процессы переноса вещества и тепла от химического процесса. При строгом расчете скорости реакции в пористом зерне надо знать полную геометрию пористой структуры, а не только функции распределения пор по радиусам и общее число неоднородностей. Так, например, точный расчет возможен для правильных, бидисперсных структур. При наличии структуры, состоящей из длинных макропор с короткими микропорами, эффективный коэффициент диффузии равен коэффициенту диффузии в макропорах. Для сложных неправильных структур значения эффективного коэффициента диффузии, определяемые соответствующими уравнениями переноса, в отсутствие реакции и при ее протекании различны они зависят от глубины работающего слоя катализатора. Еще более отличаются один от другого стационарный и нестационарные эффективные коэффициенты диф- фузки. [c.474]

Фирма Engelhardt разработала цеолитный катализатор с РЗЭ, заключенными в алюмосиликатную матрицу, которая образует транспортные поры. Крупные молекулы сырья претерпевают химические превращения на внешней поверхности кристалла цеолита, и далее осколки лучше проникают в полость цеолита. Катализатор Nophtha Мах имеет бидисперсную структуру. Радиус пор — 100 и 10 нм. Испытания катализатора в промышленных условиях дали следующие результаты [c.843]

Губчатые ультрапористые структуры третьего типа являются бидиснер-сными (рис. 2, в). В них ультрапоры и крупные поры образуют независимые системы сообщающихся каналов. Благодаря этому капиллярная конденсация в системе крупных пор не осложняется присутствием ультра-пор в стенках губчатого скелета. Изотермы сорбции в таких случаях имеют узкую петлю гистерезиса при соответствующих в области капиллярной конденсации. Вывод о наличии ультрапор в губчатом скелете таких пористых стекол следует из значительно более низких величин адсорбции веществ, молекулы которых по своим размерам не могут проникать в ультрапоры. Резкий эффект ультрапористости обнаруживается в таких пористых стеклах уже при переходе к адсорбции бутанола. Образование губчатых бидисперсных структур такого типа также теснейщим образом связано с процессами фазового разделения в малощелочных стеклах. [c.24]

Из (2.122) получим, что переход к разветвленной бидисперсной структуре целесообразен для процессов при небольших давлениях и повышенных температурах. Молекулярная масса газа слаб лияет на преимущества бидисперсной структуры, так как Dg- НуМ. Расчеты [c.77]

Рассчитан выход формальдегида в слое идеального вытеснения при различных значениях параметра Фх - его максимальног значение 0,95 при Ф1 = 16,8 для 329 °С и Ф1 = 3,66 для 270 °С. Затем для двух размеров зерен катализатора моно- и бидисперсной структуры были определены размеры пор, обеспечивающие максимальную интенсивность процесса (минимальное время контакта) для достижения заданного выхода формальдегида. Результаты приведены в табл. 2.6, из которой видно, что при различных температуре и размере зерна оптимальные его структуры не одинаковы. Принято = б >5 >32. Если размер пор монодисперсной структуры более 1000 А и мало отличается от при переходе к бидисперсной структуре неравенство (2.125) не выполняется. В этом случае монодисперсная структура будет оптимальной. [c.79]

Как следует из (2.127), максимум активности катализатора совпадает с максимумом произведения (1 - е)11(ФоУ(1 - е)/е), откуда находим оптимальную пористость для моно- и бидисперсных структур (рис. 2.29). Во внутридиффузионной области для монодисперсных структур е 0,5, для бидисперсных = 0,5 и минимальная пористость микроглобул. Зависимости параметра кнабл/ масс ип (д реакции первого порядка) от пористости катализатора для монодисперсных структур показаны на рис. 2.30. [c.81]

Активный компонент ванадиевых катализаторов окисления диоксида серы на основе Уз05 находится в виде жидкой пленки на поверхности носителя. Содержание 205 в этих катализаторах составляет 6-9% (масс.). Толщина жидкой пленки, при которой обеспечивается полное использование активного компонента, определенная экспериментально, равна 160 А при 420 С [117] и 2000 А при 485 С [118]. При плотности материала катализатора "Уии = 2,4 г/смЗ из (2.126) находим, что удельная поверхность должна составлять не менее 0,4 м /г, а средний радиус пор-не более 10000 А, что обеспечивает молекулярный характер диффузии в них. Вследствие этого переход в бидисперсной структуре не целесообразен, поскольку условие (2.127) не выполняется [23]. Значение активности (константы скорости к асс) получено [c.81]

Отмечается, что бидисперсная структура катализатора способствует повышешпо селективности. [c.653]

Метод формирования пористых структур из ксерогелей при помощи связующих приобретает большой интерес в связи с возможностью конструирования весьма эффективных в катализе бидисперсных структур катализаторов и носителей и, с другой стороны, как способ придания силикагелю водоустойчивости. Применение этого метода еще связывают с изысканием путей управления механическими свойствами контактов и адсорбентов — прочностью и износостойкостью зерен. Метод состоит в склеивании частиц заданного размера, обладающих внутренней пористостью,, с помощью связующих. При этом размолотый силикагель определенного гранулометрического состава смешивают со-связующим вручную, затем на вальцах и, наконец, в смесителе до получения однородной эластичной массы. Пасту формуют и сушат. Впервые применили этот метод для формирования бидисперсных структур Дзисько с сотрудниками [2431. Они использовали в качестве связующих для склеивания частиц адсорбента гидрогель 8102 и силикат калия. Ими установлено, что введение в гидрогель, частиц размолотого слликагеля (размером 500—100 мк) [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология