Активная поверхность катализаторо

В гетерогенной системе скорость реакции пропорциональна активной поверхности катализатора, занимающего объем реактора. Уравнение (11-115) можно переписать следующим образом [c.237]

Механизм отравления Pt-катализатора в ходе превращений 3-метилпентана исследован с помощью изотопных методов [117]. Показано, что в ходе протекания реакций Сз-дегидроциклизации и изомеризации происходит необратимое удерживание части молекул углеводорода на катализаторе, следствием чего является селективное отравление активной поверхности катализатора. Предполагают, что реакции Сз-дегидроциклизации и изомеризации алканов протекают на участках поверхности Pt-черни, представляющих собой определенную геометрическую комбинацию атомов металла. При этом из участия в реакциях дегидроциклизации — изомеризации выводится весь активный центр, если этому предшествует хотя бы частичное блокирование атомов в ансамбле. В то же время реакция дегидрирования может успешно протекать на оставшейся незанятой части ансамбля. В соответствии с этим на рис. 42 изображены возможная схема хемосорбции 3-метилпентана при его Сз-дегидроциклизации и схема хемосорбции метилциклопентана при гидрогенолизе на грани Pt (111) [118]. Таким образом становится очевидным определенное сходство в строении промежуточных комплексов реакций Сз-дегидроциклизации алканов, гидрогенолиза циклопентанов и изомеризации алканов [63, 82, 101, 118]. [c.224]

Носители, помимо их основного свойства, могут обладать большой пористостью, что увеличивает активную поверхность катализатора, поскольку он отлагается на поверхности носителя в виде тонкой пленки. В присутствии носителя может повыситься стабильность катализатора за счет того, что кристаллы его располагаются на поверхности носителя достаточно далеко друг от друга, чтобы предохранить их от совместного спекания. Существующее в действительности химическое взаимодействие носителя с катализатором может привести к улучшению каталитических свойств. Увеличение активной поверхности способствует уменьшению чувствительности катализатора к действию контактных ядов. Теплоемкость носителя, как правило, достаточна, чтобы рассеять тепло и предохранить катализатор от местного перегрева (что могло бы вызвать спекание). [c.306]

По мере накопления опытных данных о гетерогенных каталитических реакциях неизбежно возникает вопрос о строении и природе активной поверхности катализатора. В начале 20-х годов текущего столетия стало ясно, что далеко не вся поверхность катализатора, а только небольщая ее часть принимает участие в ускорении реакции. К этому заключению привели опытные факты, полученные при изучении адсорбции, отравления катализаторов, их спекания и некоторых других явлений. Разберем некоторые нз них. [c.331]

Было найдено [175], что свойства катализатора можно регулировать изменением величины его активной поверхности. Так, уменьшая активную поверхность катализатора, можно ослабить его расщепляющую активность при сохранении на одном уровне его изомеризующей активности. Уменьшение удельной поверхности достигается обработкой алюмосиликатного компонента перед его платинированием перегретым паром. [c.151]

Кинетические уравнения дезактивации катализаторов отложениями кокса. Активность катализаторов превращения углеводородов существенно уменьшается при отложении на их поверхности кокса. Поскольку образование кокса из углеводородов является значительно более медленной реакцией, чем их другие превращения, обычно коксообразование и связанную с ним дезактивацию катализаторов рассматривают независимо. В работе [1] проведен анализ причин дезактивации и используемых для ее описания формальных кинетических моделей. Если использовать в качестве меры активности величину активной поверхности катализатора 5, то наиболее часто используемое уравнение скорости дезактивации имеет вид [c.135]

Х-7). Для обобщения выполненных работ удобно использовать в качестве величины, меняющейся со временем, активную поверхность катализатора 8. Эта величина с течением времени меняется от "о (для т = 0) до 8. [c.348]

Формирование активной поверхности катализатора требует обязательной тепловой обработки последнего. [c.11]

Это идеальное значение скорости реакции соответствует полному использованию всей активной поверхности катализатора. [c.109]

Конструкция реактора должна обеспечивать поддержание определенных значений следующих основных параметров процесса 1) времени реакции 2) температуры в различных точках реакционной зоны 3) давления в реакторе 4) скорости массопередачи к активной поверхности катализатора и между фазами (для многофазных процессов) 5) активности катализатора. [c.261]

На высокоактивных катализаторах, за исключением никель- и углеродсодержащих, степень превращения сероводорода в серу уменьшается с понижением температуры. Это связано со снижением суммарной конверсии сероводорода в результате потери активности поверхностью катализатора из-за блокирования ее образующейся серой. На катализаторах ХРМ и ПУ, в присутствии которых сероводород превращается главным образом в диоксид серы, степень превращения сероводорода в серу, напротив, повышается. [c.102]

При каталитической переработке углеводородов на поверхности катализатора с большей или меньшей скоростью накапливаются высокомолекулярные, обедненные водородом продукты, называемые коксом. Отложения кокса, покрывая активную поверхность катализатора, прекращают доступ к ней молекул сырья. Удаление коксовых отложений с поверхности катализатора путем их газификации кислородом, двуокисью углерода или водяным паром приводит к восстановлению активности катализатора. [c.137]

Если катализатор отравляется побочным продуктом реакции, протекающей во внешнедиффузионной области, или содержащимся в сырье ядом, который реагирует с катализатором с такой скоростью, что отравление лимитируется только диффузией молекул яда, то отравляется внешний слой частицы катализатора, толщина которого увеличивается со временем работы катализатора (пропорционально т /=). Если катализатор отравляется побочным продуктом реакции, то скорость реакции снижается в результате дополнительного диффузионного торможения, связанного с необходимостью для молекул реагентов диффундировать через отравленный внешний слой частицы катализатора. Если же катализатор отравляется ядом, а реакция протекает в кинетической области, то скорость реакции снижается в результате уменьшения активной поверхности катализатора. [c.154]

Как видно из приведенных данных, с увеличением длительности работы катализатора глубина превращения сырья, выход газа и кокса уменьшаются. Наибольшее снижение наблюдается в начале процесса (в первые 30 мин). Такой результат объясняется тем, что в начальный момент вся активная поверхность катализатора свободна и может принимать участие в осуществлении реакций, протекающих в процессе крекинга углеводородов. Вследствие этого крекинг углеводородов протекает глубоко. Однако со временем образующийся в процессе кокс накапливается на поверхности катализатора и экранирует его активные центры. В результате уменьшается глубина крекинга, а также газо- и коксообразование. [c.102]

Энергия связи катализатора с взаимодействующими на его поверхности атомами оказывает влияние на осуществление любых каталитических реакций. Величины энергий связи атомов, участвующих в реакции, с активными центрами катализатора Qa-l являются важнейшими характеристиками системы, так как они учитывают специфику как реагирующих молекул, так и активной поверхности катализатора. Очевидно в частном случае каталитического крекинга — при более прочной связи атомов углерода, которые являются источником образования кокса, с металлами, они будут дольше удерживаться на поверхности катализатора, и это будет способствовать увеличению коксообразования. Таким образом, для повышения коксообразования требуется большая энергия связи углерода с металлом катализатора Q -к Действительно прп уменьшении энергии связи Q -к углерода с металлом, введенным в состав катализатора, время до отложения 2% кокса увеличивается (табл. 49). [c.176]

Аналогичные упрощенные зависимости могут быть получены и для реакций, которые затормаживаются продуктами реакции, т. е. в тех случаях, когда продукты реакции покрывают часть активной поверхности катализатора. [c.218]

Формирование активной поверхности железохромового катализатора на носителе во многом зависит от условий термической обработки. При температуре ниже 200° С происходит неполное разложение нитрата железа и хромового ангидрида, что отражается на эффективности формирования активной поверхности. Катализатор, прокаленный при этих температурах, обладает пониженной активностью. Прокаливание катализатора при температурах выше 300" С в окислительной среде приводит к снижению его удельной поверхности. Как видно из рис. 105, максимальная степень конверсии достигается при прокаливании катализатора в окислительной среде [c.195]

Потеря активности происходит вследствие частичного или полного выключения активной поверхности катализатора. Механизм отравления специфичен для данного яда и катализатора и многообразен. При отравлении контактных масс различают истинное отравление и блокировку [20, 22]. [c.63]

Синтетические цеолиты типа X имеют мольное отношение 5 02.-А120з = = 2,3 3, размер пор 0,8—1,3 нм, типа V с мольным отношением 5102 АЬОз от 4 до 4,5, размер пор 0,8—0,9 нм. Объем внутренних пор этих катализаторов превышает 50% общего объема частицы. Большой диаметр пор облегчает диффузию молекул даже паров утяжеленного сырья к активной поверхности катализатора и удаление продуктов реакции из частиц катализатора. [c.48]

Основным преимуществом статического метода является возможность работы с очень малым количеством исходных веществ и с катализатором в любой форме, а также получение всей кинетической кривой в одном опыте, высокая чувствительность и точность измерений. Однако правильность выводов из результатов, полученных этим методом, зависит от справедливости допущения квазистационарного протекания реакции. Статический метод рекомендуется применять в тех случаях, когда изменение состава реакционной смеси заметно не сказывается на составе и активности поверхности катализатора и когда изменение состава поверхности катализатора происходит гораздо быстрее, чем реакция. [c.283]

Для гетерогенных катализаторов правильнее было бы относить активность к единице активной поверхности катализатора, что часто не удобно, поскольку величина активной поверхности может зависеть от метода определения. Однако ее следует учитывать при сравнительной оценке активности различных, но однотипных катализаторов. [c.361]

Давление оказывает следующее влияние на процесс. Выше 150—200 ат реакции уплотнения молекул и коксообразования, сопровождающиеся блокированием активной поверхности катализаторов углистыми отложениями, термодинамически подавляются и практически почти полностью устраняются при давлениях выше 300 ат они обычно прекращаются. Поэтому окислительной регенерации катализаторов не требуется, а необходима лишь их замена через 2—3 года из-за рекристаллизации. При высоком давлении все реакции, харак терные для гидрокрекинга, протекают стабильно с неизменной интенсивностью, присущей применяемым катализаторам в течение длительного времени. Особенно сильно интенсифицируется при высоких давлениях гидрирование ароматических углеводородов вследствие устранения химико-термодинамических ограничений и облегчения подвода водорода к активной поверхности катализатора. [c.52]

Как известно, адсорбционные коэффициенты а,, а, а ,. .а зависят от свойств активной поверхности катализатора и адсорбируемых веществ А, В, В ,. ... .., Вп и кроме того от температуры. Влияние температуры определяется уравнением [c.143]

Напряжеиность катализатора измеряется массой аммиака, окисленного иа I м активной поверхности катализатора в сутки, и вычисляется по формуле [c.159]

Приведенные выше краткие сведения о входящих в состав нефтяных остатков химических соединениях, свидетельствует о крайней сложности их химического состава. Наличие широкой гаммы углеводородов различных гомологических рядов, разнообразный качественный и количественный состав гетероатомных соединений с широким диапазоном изменения физико-химических свойств, позволяет отнести нефтяные остатки к особому классу нефтяных дисперсных систем. Исходя из того, что основные химические реакщш каталитического гидрооблагораживання осуществляются на активной поверхности полидисперсных катализаторов с развитой структурой пор, наличие сведений лишь о компонентном составе сырья недостаточно. Эффективность процесса, который в общей форме может быть представлен, как результат взаимодействия двух дисперсных систем сырье — катализатор, зависит от эффективной диффузии молекул к активным центрам и в целом определяется тем, насколько эффективно используется вся активная поверхность катализатора. [c.21]

Известно, что с повьпиением температуры- коксообразование на активной поверхности катализатора увеличивается (см. гл. 3). Если исходить из обсуждаемого механизма термодеструктивного гидрирования нефтяных остатков, то, очевидно, все закономерности, выявленные при изучении терм деструкции остатков в атмосфере водорода без, катализатора могут бьпь перенесены на аналогичную систему, но с катализатором. Катализатор обеспечивает возможность протекания реакций гидрирования и гидрогенолиза в монослое адсорбированных [c.63]

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 промышленных условиях активность катализатора практически любого нефтехимического гетерогенно-каталитического процесса со временем уменьшается вследствие образования коксовых отложений на активной поверхности. Для восстановления основнь1х характеристик закоксованные катализаторы периодически подвергают окислительной регенерации. Окислительная регенерация закоксованных катализаторов представляет собой совокупность химических реакций, протекающих при взаимодействии кислорода с коксом и приводящих к его удалению с активной поверхности катализатора в виде газообразных продуктов окисления. Физико-химические закономерности этих реакций определяются количеством и способностью кокса к окислению, составом газовой фазы, температурой и свойствами поверхности, на которой происходит окисление. [c.68]

Нестационарные процессы в каталитических реакторах. Под действием возмущений химический состав газовой фазы, состояние активной поверхности катализатора и температура внутри каталитического реактора могут изменяться во времени, что обусловливает функционирование реактора в нестационарном режиме. Нестационарные явления и режимы в реакторе весьма разнообразны и могут иметь как естественное, так и искусственное происхождение. Картина течения контактго-каталитическо-го процесса в нестационарных условиях резко усложняется по [c.17]

На рис. 7.12 приведены неоднородные стационарные состояния при различных температурах. Интересно, что при изменении Т происходит переворот пятен. Например, при Т а 422,5 К неоднородное стационарное состояние имеет характер пятна СО на Оз, а при Г > 422,5 К — пятна О2 на СО. В первом случае ситуация характеризуется высокой активностью поверхности катализатора (большой скоростью ) с отдельными холодными пятнами, во 6,№ втором случае — поверхность в зна- 9 чительной степени не активна (й мала), но наблюдаются отдельные горячие пятна. [c.310]

Итак автоколебания в гетерогенно-каталитической системе могут возникнуть, если система открыта, система нелинейна и в системе существует обратная связь. В открытой гетерогенно-каталитической системе выделяются следующие стадии транспорта и химического превращения реагирующих веществ подача в реактор массо- и теплоперенос к активной поверхности катализатора адсорбция исходных веществ на активных центрах катализатора реакция между адсорбированными исходными веществами и перегруппировка адсорбционного слоя десорбция продуктов реакции массоперенос продуктов реакции от активной поверхности катализатора вывод из реактора продуктов реакции. [c.316]

Термическая обработка катализаторов в интервале темпе ратур 500 — 800° С дает возможность получать более активные катализаторы. Было обнаружено, что синтетические катализаторы более термоустойчивы, чем природные. Максимальная температура термической o6pa6oTKH для природных катализаторов колеблется в пределах 650 — 760° С. Для синтетических же катализаторов благоприятным интервалом температур для формирования активной поверхности катализатора являются температуры 701 — 800° С. Это различие, очевидно, связано со структурой и химическим составам катализаторов. [c.16]

Присутствие в сырье многоядерной ароматики (два, три и более объединенных бензольных кольца) сильно тормозит разложение вследствие вытеснения реагирующего вещества с активной поверхност] катализатора. [c.22]

Эта схема предполагает наличие в катализаторе платформинга двух типов активных центров [дегидрирования Д и изомеризации — И (кислотный)] и миграцию реагирующего метилциклопентана от центра Д к центру И и снова к центру Д. Иногда эту схему распространяют на все катализаторы, обладающие свойствами ускорять как реакции гидрирования и дегидрирования, так и реакции изомеризации (см., например, обзор Однако наличие двух родов активной поверхности в одном катализаторе вряд ли является распространенным явлением и такие представления подвергались справедливой критике. Тем более невероятно наличие двух центров в катализаторе без носителя (ХУЗд). Схема на стр. 235 предполагает, что все превращения, отмеченные в скобках, идут на одной и той же активной поверхности катализатора. Это доказывается экспериментально получением метилциклопентана из бензола, минуя промежуточное образование циклогексана и десорбцию с этой активной поверхности. [c.236]

Попытки реализации рерспективного каталитического варианта пиролиза в насыпном слое катализатора, как правило, наталкиваются на трудно преодолимые препятствия, связанные со сложностью подвода тепла в объем кагалиаатора в условиях высокой эндотермичности процесса с значительным перепадом давления в насыпном слое катализатора при высоких скоростях потока и отложением кокса на активной поверхности катализатора. Только преодоление указанных затруднений может сделать более селеюпвный каталитический процесс конкурентоспособным по отношению к термическому. [c.162]

Кинетические уравнения, выведенные на основе представлений Лэнгмюра и Хиншельвуда относительно явлений, происходящих на поверхности катализатора (в случае химических реакций), широко известны и дают хорошие результаты при применении на практике (уравнения Фроста, Борка — Баландина, Хоугена—Уотсона). Общим для таких уравнений является предположение, что каталитическая реакция происходит в мономолекулярном слое адсорбированных компонентов в областях равноценной активной поверхности катализатора, называемых обычно активными (адсорбционными) центрами взаимодействия адсорбируемых компонентов при этом не происходит. Такое предположение не выполняется в действитель- [c.216]

Для упрощения расчета можно допустить, что реакция полпмеризацпи необратима и активность катализатора настолько высока, что концентрация пропена на активной поверхности катализатора практически равна нулю (реакция определяется дпффузпей). [c.242]