Катализатор синтеза промоторы

На рис. 1Х-1 показано влияние некоторых добавок на каталитическую активность железа в процессе синтеза аммиака. Рис. 1Х-2 иллюстрирует проявление избирательных свойств катализатора. Добавки, которые сами по себе не обладают каталитическими свойствами, но усиливают активность катализатора, называются промоторами. Вещества, в присутствии малых количеств которых снижается активность катализаторов, носят название катализа-торных (контактных) ядов. Обычно они не добавляются специально к катализатору, но неизбежно отлагаются на нем в течение процесса. Ускорителями называют вещества, при добавлении которых в реакционную систему поддерживается активность катализатора за счет подавления действия катализаторных ядов или какого-либо другого воздействия. Вещества, добавляемые в процессе производства катализатора для уменьшения их активности, носят название ингибиторов, они могут иметь ценность в том случае, если катализатор вводится не для увеличения скорости реакции, а для проявления избирательности действия. [c.304]

При использовании АЬОз в качестве промотора и стабилизатора катализатора синтеза метанола возможна дегидратация метанола в диметиловый эфир [c.215]

Катализатор синтеза аммиака является также классическим примером гетерогенного катализатора, содержащего главный компонент (железо), который более эффективен, чем любой другой, но требующий добавок — промоторов или стабилизаторов, вводимых с целью увеличения его эффективности и стабильности. С момента разработки процесса катализатор являлся объектом непрерывного изучения в академических и промышленных лабораториях. Эти исследования позволили создать рабочую модель, прояснили функции промоторов, и, наконец, стали источником идей, которые начали применяться во многих других областях катализа. [c.153]

Первые открытия были в основном эмпирическими, но они по-прежнему применимы и для современного катализатора синтеза. Исследования со времени Митташа в основном были сконцентрированы на теоретическом подтверждении этих открытий, на выяснении действия промоторов, ядов и т. д. Разностороннее представление [c.157]

После многих лет исследования железо по-прежнему остается самым дешевым и наиболее эффективным катализатором. Большинство катализаторов синтеза изготавливаются путем плавления магнетита, в который добавляются необходимые количества промоторов. Затем расплавленную смесь отливают и охлаждают в виде тонкого слоя, который после затвердения дробят и просеивают до требуемого [c.158]

Катализатор синтеза аммиака имеет среди прочих катализаторов самую длительную историю промышленного использования и разработок. Он проложил дорогу каталитическим процессам при высоком давлении и тем самым положил начало созданию значительной части современной химической индустрии — от синтеза метанола до нефтепереработки. Эмпирические и фундаментальные исследования этого катализатора впервые раскрыли многие аспекты катализа, например функции промоторов и активаторов, которые сегодня общеизвестны. [c.172]

Малые примеси к активной фазе катализатора (металла, полупроводника), как это объясняется электронной теорией катализа, могут резко повышать ее каталитическую активность и влиять на селективность каталитического процесса. Вокруг чужеродного атома, внедрившегося в поверхность катализатора, образуется зона напряжений, спадающих от центра к периферии, обладающих различной избыточной энергией, широким набором дополнительных локальных уровней энергий адсорбции. Тем самым повышается вероятность возникновения участков, оптимально соответствующих условиям данной реакции. Это обычный механизм промотирования катализаторов. Эффективность промотирующего действия добавок (активаторов, промоторов) растет с интенсивностью вызываемых ими нарушений решетки. Поэтому особенно эффективным нередко оказывается промотирование весьма малыми количествами таких веществ, которые при более высоких их содержаниях отравляют катализатор. Промотор может содействовать течению гетерогенно-каталитической реакции, способствуя адсорбции реагирующих веществ или десорбции продуктов с поверхности катализатора. Так, добавка оксида калия к железному катализатору синтеза аммиака способствует десорбции образующегося аммиака с поверхности. [c.306]

К промоторам и активаторам примыкают стабилизаторы (структурообразующие промоторы), тормозящие спекание и рекристаллизацию и тем самым повышающие устойчивость катализаторов к высоким температурам, а иногда и к действию ядов. Последний случай нередко имеет место при нанесении активной фазы на носитель с высокоразвитой поверхностью (силикагель, активный уголь и т. д.), адсорбирующий отравляющие примеси. Весьма эффективна защита активной фазы от отравления в случае цеолитных катализаторов. Повышающие термическую устойчивость стабилизаторы, тормозящие процессы спекания и снижения удельной поверхности, обычно представляют собой тугоплавкие оксиды алюминия, кремния, циркония, тория и т. д. Примером является добавка оксида алюминия к железному катализатору синтеза аммиака. [c.306]

Обнаружено, что добавление к катализатору вещества, которое само по себе может и не обладать каталитическим действием, приводит иногда к значительному увеличению эффективности процесса. Такие вещества называют промоторами или активаторами. Например, железный катализатор синтеза аммиака содержит в качестве промоторов А Оз и К2О в количестве нескольких процентов. Здесь АЬОз является структурообразующей добавкой, а К2О — активирующей. [c.765]

Каково назначение катализаторов синтеза аммиака Какие катализаторы применяются в промышленности Какие промоторы (активаторы) входят в состав катализаторов синтеза аммиака и их назначение [c.135]

В отличие от текстурных промоторов, структурные изменяют энергию активации реакции. Так, введение К2О в железный катализатор синтеза аммиака изменяет хемосорбционные [c.54]

Стабилизирующие добавки. Проблема использования добавок для улучшения термостабильности катализатора не является новой. Например, в катализаторах синтеза аммиака уже в течение многих лет используется оксид алюминия — как структурный промотор. Считается, что оксид алюминия образует небольшие области между кристаллитами железа, тем самым предотвращая агломерацию [1]. Другим примером структурного промотирования является использование хромового ангидрида в никелевых катализаторах дегидрирования изопро-панола [2]. Данный тип промотирования является, по-видимому, более преобладающим в многокомпонентных катализаторах, чем это признается в настоящее время. [c.33]

Ясно, что прочность связи между оксидом углерода, водородом и поверхностью катализатора влияет на каталитическую активность в простой реакции метанирования [8, 9]. Это вызывает два эффекта изменение стабильности поверхностного комплекса и концентраций оксида углерода и водорода на поверхности. Оба этих явления также должны влиять на селективность продуктов реакции при синтезе жидких углеводородов. Действительно, существует доказательство, что этх) происходит с сильноосновными промоторами (например, оксид калия), широко используемыми для модифицирования активности и селективности катализаторов синтеза [34—40]. [c.77]

Промоторы могут значительно увеличивать активность катализатора. Действие промоторов было впервые открыто при синтезе аммиака из водорода и азота. Каталитическое действие железа сильно возрастает, если катализатор содержит небольшое количество окислов алюминия, кремния, тория, циркония или церия. [c.198]

И среди каталитических реакций встречаются такие, в которых используются либо все центры поверхности, либо активна небольшая их часть. При окислении аммиака в азотную кислоту на платине реакция настолько быстрая, что с поверхностью реагирует при столкновении практически каждая молекула (см. разд. 6, гл. Vni). Тоже самое наблюдается при разложении озона на поверхности окиси серебра [52] и аммиака или германа на поверхностях германия [53]. С другой стороны, не может быть сомнений в том, что необходимость удаления последних следов кислорода с поверхности железных катализаторов синтеза аммиака при обмене азота или при синтезе аммиака указывает на то, что лишь небольшая доля центров активна это подтверждается действием промоторов, например окиси калия, которые могут удалять кислотные центры , активные для крекинга, но неактивные для синтеза аммиака (см. разд. 3 гл. Vni). Доказано (см. разд.7 гл. VHI), что такие кислотные центры активны в реакциях крекинга на природных глинах и алюмосиликатных катализаторах независимо от того, являются ли они кислотами Брэнстеда или Льюиса однако они не заполняют полностью поверхности катализаторов. Введение в поверхность окислов показало, что в некоторых реакциях окисления в каждый данный момент времени активна только небольшая часть центров 154 .. [c.267]

Железный катализатор синтеза аммиака (окись алюминия или окись калия употребляют как промоторы) [c.31]

Получение железных катализаторов способом осаждения значительно повышает их активность. Осаждение проводят обычно содой из разбавленных растворов азотнокислых солей железа. При необходимости получить катализатор с промоторами последние вводят в раствор также в виде нитратов. Осаждение проводят при температуре около 100° С, осадок отфильтровывают, промывают, сушат и после этого добавляют активаторы, которые представляют собой щелочи или некоторые кислоты. Затем масса формуется в виде зерен и подвергается восстановлению, которое проводят водородом или синтез-газом при температурах от 230 до 400° С и объемных скоростях 1000 и выше. [c.134]

Изучение процессов синтеза углеводородов оказало большое влияние на развитие теории приготовления и технологии производства катализаторов, поскольку в процессе подбора контактов использовались все без исключения способы их приготовления. Интересно отметить, что при промышленном осуществлении синтеза предпочтение, в конце концов, было отдано плавленым железным катализаторам с промоторами, технология приготовления которых сравнительно проста. На выбор этих контактов немалое влияние оказало то обстоятельство,что они готовятся из недефицитного, недорогого, доступного сырья и, наряду с активностью, обладают высокой механической прочностью. Последние играют большую роль в промышленных условиях, особенно при реализации способа с кипящим слоем катализатора. [c.144]

В других случаях промоторы предохраняют основной компонент катализатора от рекристаллизации. Так, промотор-окись алюминия, введенный в железные катализаторы синтеза аммиака, образует как бы межкристаллитные прослойки, препятствующие укрупнению кристаллов. [c.21]

Другой пример — производство катализаторов синтеза аммиака путем сжигания железа в пламени кислорода с получением расплава магнитной окиси железа. По патентам Баденской анилиновой и содовой фабрики [55] катализатор готовят сжиганием в кислородном пламени железа высокой чистоты с добавками специальных промоторов. Получаемый сплав размельчают до частиц нужных размеров. По С. С, Лачинову [И] производство катализатора осуществляется следующим образом. Берут 19 кг железа, выплавленного на древесном угле (в виде пластин), [c.332]

Л. Д. Кузнецов, С. С. Лачинов О влиянии промоторов А Оз и КгО на активность, железного катализатора синтеза аммиака [c.3]

Возможности совершенствования процессов производства высших спиртов на основе спнтез-газ далеко не исчерпаны. В настоящее время продолжаются работы по подбору и испытанию новых промоторов, обеспечивающих лучшую избирательность и более высокую активность действия катализаторов синтеза. Поэтому окончательная оценка данных процессов может быть осуществлена только после завершения этих работ. [c.192]

Очень важным в синтезе дифенилолпропана является механизм действия сернистых промоторов, до сих пор точно не установленный. Некоторые исследователи предполагают, что в этом случае реакция идет через образование промежуточных соединений — по-лумеркаптокеталей и полных меркаптокеталей. Японскими исследователями установлено , что при взаимодействии тиогликолевой кислоты и ацетона в присутствии четыреххлористого кремния как катализатора получается с хорошим выходом пропилен-бис-тиогликолевая кислота, которая и является, по их мнению, катализатором синтеза дифенилолпропана. [c.91]

Плавленые катализаторы делятся на два типа окиспйе и металлические. Технологию производства плавленых окисных катализа- торов лучше всего рассмотреть на примере производства катализаторов синтеза аммиака, получаемых путем сжигания железа в пламени кислорода с образованием расплава магнитной окиси железа. По патентам Баденской анилиновой и содовой фабрики (22 ] катализатор готовят сжиганием в кислородном пламени железа высокой степени чистоты с добавками специальных промоторов. Получаемый сплав размельчают до частиц нужных размеров. [c.185]

Для приготовления пористых металлических р.атализаторов используют методы плавления и выщелачивания [20]. В течение многих лет катализатор синтеза аммиака получают плавлением магнетита Рез04. Структурирующие промоторы — оксиды алюминия, магния и кремния, а также химические промоторы, например соли калия, добавляют в небольших количествах к сухому порошку магнетита. Смесь плавят в электрической дуге или путем индукционного нагрева. Расплав кристаллизуют и размалывают до подходящего размера. Катализатор обычно восстанавливают до металлического железа в токе водорода при 500 °С. Предполагается, что промоторы образуют фазу, разделяющую зерна магнетита. Это способствует возникновению пористости и предотвращает агломерацию в ходе восстановле- [c.22]

АКТИВАТОРЫ (промоторы) — вещества, добавление которых к основному действующему веществу катализатора увеличивает его активность, стойкость или избирательность. Например, к железу — катализатору синтеза аммиака — добавляют активаторы А12О3, К О. В биохимии А. усиливают действие ферментов и т. д. [c.13]

Активаторы (от лат. a tivus — активный, деятельный), В химии 1) вещества (промоторы), добавление которых к катализатору увеличивает его активность, избирательность или устойчивость. Напр,, железный катализатор синтеза аммиака содержит несколько процентов активирующих веществ AI2O3, К2О. Оксид ванадия (V) — катализатор окисления SOa в ЗОз — активируют добавками оксидов щелочных металлов 2) атомы элементов, вводимые в небольших количествах в кристаллическую решетку кристаллофосфоров, образующие вместе с окружающими их атомами решетки центры люминесценции кристаллофосфоров. Для кристаллофос-(юра сульфида цинка А, являются Си, Ag, Au, Mn, редкоземельные элементы для флюорита СаРг— редкоземельные элементы 3) вещества, способствующие коррозии, напр,, ионы водорода, кислород, растворенный в воде 4) вещества, усиливающие действие ферментов. [c.10]

Приготовление каталпзаторов является двухстадийным процессом, в первой стадии которого приготовляют окишую форму катализатора (хромат цинка Zn r04), а во второй стадии восстанавливают хромат цинка до хромита П2Сг204. Концентрация хромата цинка зависит от способа изготовления катализатора и полноты превращения исходных реагирующих компонентов. Известная доля окиси цинка не реагирует с хромовым ангидридом и остается в виде свободной фазы, дисперсность которой зависит от способа приготовления катализатора. Промотором цинкхромовых катализаторов служит окись хрома, содержание которой в катализаторе синтеза метанола колеблется в пределах 11—36%. По-видимому, существует оптимальная концентрацпя окисп хрома, при которой катализатор наиболее активен. В катализаторах, содержащих, кроме ZnO и СгОз, медь, последняя выполняет роль промотора. [c.407]

Текстурные промоторы присутствуют в катализаторе, как правило, в виде мелких частичек и оказывают тормозящее действие на спекание активной фазы. Эффективность промотора связана с его дисперсностью, которая должна быть значительно выше, нежели таковая активной составляющей. Текстурные промоторы должны иметь высокую температуру плавления, например У А12О3 пл = 2027 °С, у ЗЮг — 1700 °С, у Сг Оз — 2435 °С, у М 0—2802 °С и т. д. Текстурные промоторы не изменяют энергии активации реакции. Примером текстурного промотора может быть оксид алюминия, вводимый в малых количествах в железный катализатор синтеза аммиака [44], или же оксид хрома в цинк-хромовом катализаторе синтеза метанола. Оксид хрома уменьшает спекание оксида цинка, который в чистом виде является хорошим катализатором, но очень быстро теряет свою активность из-за образования больших кристаллов [19, 45—47]. [c.54]

В качестве примера рассмотрим промышленный катализатор синтеза аммиака. Он состоит из окиси железа, промотированной малыми добавками AI2O3, KgO, aO и т. п. Одной из функций промоторов является сохранение большой поверхности катализатора как на стадии активации его при восстановлении водородом, так и в процессе синтеза. Нильсен с соавт. [227] показал, что пары воды, [c.214]

Активность катализатора сильно зависит от присутствия посторонних веществ, действие которых может быть двояким увеличивать активность катализатора или снижать ее. Вещества, не обладающие каталитической активностью, но увеличивающие активность катализатора, называются промоторами или активаторами. Так, например, катализаторы синтеза аммиака (Fe, Мо, W, Ni, Со) значительно активируются в присутствии тугоплавких оксидов AI2O3, MgO, СГ2О3. Вещества, способствующие снижению активности катализатора, вплоть до полной ее потери, называются каталитическими ядами. При взаимодействии ядов с катализатором образуются малоактивные продукты, не обладающие каталитическим действием. Это явление называете отравлением катализатора. В зависимости от стабильности образовавшихся продуктов отравление бывает обратимым и необратимым. При обратимом отравлении активность катализатора может быть восстановлена пропусканием свежих порций реакционной смеси. При необратимом отравлении требуется полная регенерация катализатора или его замена. [c.142]

Хотя прочно адсорбированные частицы уменьшают исходную металлическую поверхность, доступную для реактантов, это не обязательно ухудшает свойства катализатора. Объясняется это следующим. Адсорбированные вещества могут изменять (обычно снижать) теплоту адсорбции реактанта и таким путем повышать его реакционную способность. По-видимому, именно такая ситуация наблюдается при промотнровании окисью калия железного катализатора синтеза аммиака. Кроме того, промотор может подавлять самоотравление катализатора необратимо адсорбированными молекулами реактанта, способствуя тем самым увеличению концентрации промежуточных соединений, определяющих скорость реакции. Наконец, функция нереакционноспособных адсорбированных частиц может заключаться в создании активных центров особой конфигурации, способных адсорбировать реактанты. Поэтому, если путь превращения адсорбированного реактанта зависит от структуры центра, направление суммарной реакции изменится. Происходить это может несколькими путями. Каталитическая реакция может идти лишь на небольших группах поверхностных атомов металла, оставшихся не занятыми прочно адсорбированными частицами, или же прочно связанный адсорбат и поверхностные атомы металла могут составлять единый активный центр. Приведенные замечания вновь подчеркивают важность детальной характеристики катализатора при выяснении механизмов реакции. [c.37]

Наиболее известным примером использования селективной хемосорбции для определения удельной поверхности неметаллического компонента является измерение адсорбции двуокиси углерода на окиси калия в промотированных железных катализаторах синтеза а.ммиака [117]. В этих катализаторах содержится, например, до 1,6% К2О в качестве промотора и - 10% AI2O3 в качестве стабилизатора. Адсорбцию проводят при 195 К, повышая давление двуокиси углерода до 80 кПа ( 600 мм рт. ст.). В указанных условиях происходит и физическая и химическая адсорбция газа количество последнего принимают равным тому количеству адсорбата, которое не откачивается при 273 К- Результаты более поздних исследований [118, 119] показывают, что первоначальное предположение, согласно которому двуокись углерода хемосорбируется только на поверхности окиси калия, следует тщательно проверить, поскольку известно, что при 195 К двуокись углерода быстро и прочно адсорбируется на чистом железе. Даже допуская, что при монослойном покрытии железа двуокисью углерода Хт 10, нельзя не прийти к выводу, что по крайней мере некоторая часть хемо-сорбированной двуокиси углерода, отнесенная к адсорбции на окиси калия, должна протекать на железе. Возможно, что хемосорбция двуокиси углерода на поверхности железа снижается до миниму.ма в результате присутствия адсорбированного (остаточного) кислорода, и это может объяснять, почему дисперсные железные катализаторы без окиси калия не хемосорбируют значительного количества двуокиси углерода. [c.331]

Примечательно, что окисномедные катализаторы дают значительно меньшие энергии активации, как это видно из табл. 36 для некоторых дважды промотированных катализаторов. Катализаторы на основе окиси меди имеют более высокую начальную активность, чем катализаторы из окиси цинка, однако они очень быстро теряют это преимущество во время работы. Окись меди чрезвычайно легко-восстанавливается до меди, а этот металл как катализатор синтеза не активен. Лучшим промотором для окиси меди является окись цинка. Очевидно, что механизм реакции на окисномедных катализаторах включает иную скорость-определяющую стадию. [c.318]

Для Со-катализаторов этой реакции выявлена необходимость следую-пщх компонентов металл VIII группы и его окисел, трудповосстанавливаю-щийся окисел, носитель. На рис. 1 приведены наиболее существенные данные, полученные в этой области Ф. Фишером 4]. Они относятся к 1932 г., когда уже был накоплен опыт по исследованию некоторых Ni-, Fo- и прокаленных Со-катализаторов синтеза и выявилась необходимость носителя типа кизельгура. Однако катализатор 100 вес. ч. Со 100 вес. ч. кизельгура был малоактивен (б -j- ж -Я.5 г/лг, при 210° С) и давал легкие углеводороды б/м 17). Добавка па 100 ч. Со 20 ч., Zn или Mg (в виде окислов) не улучшала, а А1 или Сг ухудшала свойства контакта в реакции при 215° С. Активность повышалась при добавке Мп и при осаждении контакта не поташом, а содой. Реакцию можно было проводить уже при 200° С (б + 104 г/л , б/м 1,1). Наибольшее значение как промотор получила ThOj оптимально 18 ч. па 100 ч. Со (нри 190° С б + м 100 г/м б/м 0,5). Именно на этом катализаторе было проведено много исследований. В 1939 г. О. Релен заменил часть ТЮз на MgO, и удвоил содержание кизельгура, и в таком виде катализатор стал промышленным (— 125 г/ж жидких [c.188]

Промотор не только компонент, добавляемый к смеси, состоящей из двух или более веществ, каждое из которых представляет отдельный катализатор, или к смеси, которая ведет себя как один катализатор, но промотор есть скорее такое вещество, которое повышает активность катализатора в такой степени, которая во много раз превосходит аддитивное действие отдельных компонентов каталитической сМеси. Руссел и Тейлор [248], исследуя синтез метана из двуокиси углерода и водорода над никелем на пемзе, установили, что добавление [c.359]

Если изолированные молекулы имеют более высокую реакционную спо-собнссть, чем вещество в сплошной массе, то повышение реакционной способности у промотированного катализатора можно объяснить тем, что промотор отделяет небольшие частицы от массы катализатора [168]. Механизм, по которому действует промотор, связан с природой поверхности раздела между катализатором и промотором. Предполагалось, что максимальное промотирование происходит, когда каждая молекула катализатора отделена от соседних молекул определенным количеством молекул промотора, препятствующих ксалес-ценции [102, 171, 172]. Молекулы воды препятствуют коалесценции атомов железа в синтезе аммиака. Подобным образом окись магния препятствовала коалесценции окиси меди в опытах Льюиса [172]. [c.366]

Двуокись тория является также активатором контактов на основе металлов группы железа, кобальта и никеля. Окислы магния, алюминия и кремния служат главным образом носителем добавки карбоната калия играют важную роль в про-мотировании железных контактов. Окись хрома применяется как носитель,а окислы марганца — как активаторы никелевых контактов. Окись цинка является одним из компонентов катализатора изосинтеза. Медь, способствующая понижению температуры восстановления железного катализатора, улучшает его свойства. Этот перечень можно было бы продолжить, но перечисленные вещества являются распространенными компонентами катализаторов синтеза углеводородов. Катализаторы на основе кобальта и никеля применяются в виде нанесанных контактов используемые в промышленности плавленые железные катализаторы не содержат носителя рутениевые контакты используются без носителя и без промоторов. [c.143]

Сохранение неравновесности структуры наблюдается и для КИСЛ0В. Так, окись цинка — активный катализатор синтеза метанола — быстро теряет активность в результате рекристаллиза-дии. Промотором может быть окись хрома (2пО СггОз = 2 1). При совместном осаждении гидратов окисей или карбонатов динка и хрома и последующем прогреве при 400° полученный катализатор является аморфным. В результате нагревания до 600° на рентгенограммах катализатора появляются диффракци-онные линии окиси данка и каталитическая активность исчезает. Даже небольшое добавление окиси хрома (2пО СггОз = 20 1) препятствует росту кристаллов окиси цинка при 400°. Нагревание окиси цинка при этой температуре в течение 15 часов дает увеличение среднего размера кристаллов от 250 до 350 А, тогда как в присутствии окиси хрома размер кристаллов окиси цинка увеличивается со 130 до 170 А. [c.221]