Катализаторы бидисперсные

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]

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

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]

Активность катализатора бидисперсной структуры (обр. 2, табл. 1) определялась для всех размеров зерен при температуре 485° и вариации степени превращения от 0,4 до 0,9. Результаты представлены на рис, 1. На рис, 2 приведена зависимость скорости реакции от обратного радиуса зерна катализатора, характеризующего величину наружной поверхности зерна, отнесенную к единице его объема, [c.207]

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]

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]

Интересно оценить соотношение скоростей каталитической реакции для катализаторов бидисперсной и монодисперсной структуры при одинаковом размере первичных частиц и зерен катализатора, если в обоих случаях процесс протекает в области внутренней диффузии. [c.11]

Рис. I. Таблетка катализатора бидисперсной структуры.

Рис. I. Зависимость скорости реакции ш от степени превращения X для катализатора бидисперсной структуры (образец 2) при температуре 485°.

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]

Для сред с дискретным распределением пор, например, некоторых видов катализаторов, характеризующихся бидисперсной пористой структурой (рис. 3.4), возможно выделение представительного объема второго уровня. Статистическое рассмотрение процессов в представительном объеме второго уровня позволяет, во-первых, учесть влияние на ход процессов специфических геометрических факторов пористой среды, исходя из той или иной геометрической модели, и, во-вторых, принять решение о допустимости квазигомогенного приближения или необходимости применения иного подхода к макроскопическому описанию процессов. [c.142]

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]

Большие поры (например, 5000 X ) можно получить в катализаторе, добавляя в него органические вещества, которые затем выжигаются. Например, мелко раздробленный носитель смешивают с 5% крахмала или сильно размельченной а-целлюлозы в присутствии активного катализатора или без него. Смесь таблетируют или формуют, сушат и окисляют, в итоге получают бидисперсный катализатор, имеющий два максимума на кривой распределения пор по радиусам большие поры -влияние органической добавки - и обычные более узкие поры, характерные для носителя. [c.354]

Процесс в катализаторе с бидисперсной разветвленной структурой математически описывается системой двух уравнений вида (2.1) для макро- и микропор. Оценим размер частиц Ко> в которых устанавливается кинетический режим. Примем большое значение ь (со)/со, равное 100 с 1, и малое значение Бзф=10-3 см /с. В кинетической области (л = 1) параметр ф < 0,3, что соответствует размеру зерна [c.49]

Бидисперсная разветвленная структура. Рассмотрим бидисперсный катализатор как монодисперсный. Эффективный коэффициент диффузии в нем определен только в макропорах. Удельная поверхность бидисперсного катализатора [c.77]

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

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]

Сравним моно- и бидисперсные катализаторы. Поскольку параметр Ф определен, то его значение одинаково для катализаторов рассматриваемых структур Фм = Фб- Из этого условия и выражений (2.114) и [c.78]

Как следует из (2.113) и (2.120), активности катализаторов пропорциональны величине (1 - е)/Кг, и поэтому бидисперсный катализатор будет активнее монодисперсного, если [c.79]

Активность бидисперсного катализатора выше монодисперсного, если при одинаковой обшей пористости [c.81]

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]

Оптимальная пористая структура катализатора окисления диоксида серы при низких температурах - бидисперсная с микропорами размером не более 200 А и макропорами - 2000-5000 А. [c.82]

Расчеты показали, что только при давлениях, близких к атмосферному, целесообразно применять катализаторы с бидисперсной пористой структурой. В большинстве других практически важных случаев (конверсия углеводородов под давлением) оптимальна монодисперсная структура оптимальный размер пор, отвечающий условию их термостабильности, значительно превышает тот, который обеспечивает максимум активности катализатора. [c.86]

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]

Графическая зависимость степени заполнения поверхности носителя никелем от размера микрополостей носителя проходит через минимум при г = 440 А. Наибольшая степень заполнения достигается на носителях с бидисперсной пористой структурой. Эти закономерности, обнаруженные нами экспериментальным путем, вытекают также из рассмотренных выше теоретических представлений о формировании дисперсной структуры нанесенного катализатора. [c.98]

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

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]

Рис. 2.1. Глобулярная структура зерна катализатора а — MOHO дисперсная 6 — бидисперсная

Активность катализатора бидисперсной структуры при равной изби-/ О. , (1 .,) [c.13]

Показано [155, 156], что использование для приготовления алюмоплатинового катализатора оксида алюминия с бидисперсным распределением размера пор способствует значительному росту каталитической активности, селективности и стабильности катализатора в реакции Сб-дегидроциклизации алканов. Синтезированные на основе бидисперсного оксида алюминия алюмоплати-иовые катализаторы хорощо зарекомендовали себя в реакциях каталитического риформинга индивидуальных [c.243]

В работе [157] описывается приготовление и характеристика частично кристаллизованных пористых стекол с бидисперсным распределением размера пор. Показано, что Pt-катализаторы, нанесенные на такие пористые стекла, являются активными и селективными катализаторами образования бензола при Сб-дегидроциклизации алканов. При исследовании каталитических и физических свойств нанесенных на Si02 биметаллических систем (Pt—Au, Pt—Sn, Rh— u) прослежена определенная взаимосвязь между дисперсностью металлической фазы (рентгеновский метод) и активностью катализаторов в реакциях С5- и Се-дегидроциклизации н-гексана [158]. [c.244]

Обычно каталитические эксперименты проводят на лабораторных микрокаталитических установках при стационарном и нестационарном протекании процессов диффузии и адсорбции реактантов при этом одним из наиболее перспективных способов исследования физических свойств катализаторов и адсорбентов является экспрессный импульсный хроматографический метод, позволяющий в ограниченные промежутки времени для значений технологических параметров, близких к промышленным, получить (в частности, для MOHO- и бидисперсных моделей зерен катализаторов) важную информацию о численных величинах их констант, таких, как эффективные коэффициенты диффузии в макро- и микропорах, константы скорости адсорбции, константы адсорбционно-десорбционного равновесия, коэффициенты массоотдачи. Для оценки последних применяются метод моментов, метод взвешенных моментов, методы, использующие в своей основе преобразования Лапласа и Фурье и т. д. Однако все они обладают существенными недостатками применимы только для линейно параметризованных моделей, не позволяют провести оценку точности полученных параметров и оценку точности прогноза по моделям, не допускают проведение планирования прецизионного и дискриминирующего эксперимента. Отметим также, что при их практическом исполь- [c.162]

На основании полученных результатов авторы сделали выводы не только о применимости теории диффузии Тиле — Уиллера к процессу гидроочистки, но и о необходимости использования бидисперс-ных катализаторов с серией узких нор, чтобы создать достаточную поверхность, и с серией широких пор, чтобы сделать эту поверхность доступной . Большие поры были ими произвольно определены, как норы с радиусом более 400 А. По-видимому, эти выводы имеют большое практическое значение, так как начат выпуск подобных бидисперсных катализаторов [c.299]

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]

Во внутридиффузионной области, т. е. когда общая скорость процесса лимитируется диффузией реагентов в порах зерна катализатора, существует несколько путей ускорения процесса. Можно уменьшать размеры зерен катализатора и соответственно путь молекул до середины зерна это возможно, если одновременно переходят от фильтрующего слоя катализатора к кипящему. Можно изготовить для неподвижного слоя крупнопористые катализаторы, не уменьшая размеров зерен во избежание роста гидравлического сопротивления, но при этом неизбежно уменьшится внутренняя поверхность и соответственно понизится интенсивность работы катализатора по сравнению с мелкозернистым тонкопористым. Можно применять кольцеобразную контактную массу с небольшой толщиной стенок. Наконец, можно готовить бидисперсные [25] или полидисперсные (мультидисперсные) [33, 34] катализаторы, в которых крупные поры являются транспортными путями к высокоразвитой поверхности, создаваемой тонкими порами малой длины (глубины). [c.32]

С целью увеличения степени использования внутренней поверхности был предложен бидисперсный катализатор, где транспорти- [c.76]

Внутренняя поверхность макроглобул используется полностью (относительно концентрации у их наружной поверхности) из-за их малого размера. Диффузионное торможение может быть обусловлено лишь недостаточной скоростью диффузии реагентов внутри зерна по макро-порам между макроглобулами. Поэтому процесс в бидисперсном катализаторе можно описать диффузионным уравнением (2.1), в которое входит эффективный коэффициент диффузии в макропо-рах, т. е. процесс в бидисперсном катализаторе можно описать как в монодисперсном. [c.49]

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]

Рис. 2.29. Зависимость оптимальной пористости е пт для ыово- (а) и бидисперсных (б) катализаторов с жидкой пленкой активного компонента от параметра Фо(е, -доля микропор в бидисперсном катализаторе)

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]

Наиб, распространенный способ получения Н.к.-пропитка носителя р-ром, содержащим активные компоненты катализатора, с послед, сушкой и прокаливанием. Для получения оксидных Н.к. обычио применяют солн, анионы к-рых разлагаются при нагр. (нитраты, карбонаты, формиаты и т. п.) для получения металлических необходимо восстановление катализатора, пропитанного раиее р-ром соли. Применяют также пропитку с осаждением на пов-сти носителя нерастворимых гидроксидов с послед, их разложением, нанесение на носитель суспензии активного в-ва, совместное прокаливание носителя и в-ва. Так, напр., прокаливанием смешанных формиатов Ni и Mg можно получить активный никелевый Н.к. гидрирования на носителе MgO. Ми. носители (SiOj, активные угли) имеют небольшие поры размером 1-10 нм, к-рые м.б. закупорены в результате отложения на них кокса во время катализа, что затрудняет диффузию компонентов каталитич. р-ции к активным центрам. Поэтому часто получают бидисперсные Н.к., в к-рых спец. методами (напр., выжиганием добавлетп. орг. в-в) создают поры размером 100-1000 нм. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология