Селективность катализаторов структура

Данные [54] указывают на возможность изменения удельной активности металла в процессе зауглероживания. Существенное влияние на изменение активности и селективности катализатора оказывает структура коксовых отложений. Образующийся неупорядоченный углеродсодержащий слой на поверхности металла токсичен для реакции дегидрирования и не подавляет реакции гидрогенолиза. Степень упорядоченности кокса определяется типом кристаллической грани металла и температурой реакции. [c.39]

Наличие химической каталитической активности у твердого соединения является необходимым, но не достаточным условием создания активного и селективного катализатора. Следует отличать подбор катализатора, т. е. нахождение для данной реакции каталитически активного вещества, от умения приготовить из него приемлемый для практических целей катализатор. В главе 1П освещено влияние пористой структуры зерна катализатора на скорость и направление текущих в нем реакций. Неудачная структура зерна может свести на нет потенциально высокие свойства самого катализатора. Важнейшее значение для технического катализа также имеет стабильность катализатора по отношению к термическому режиму, отравлению и механическому воздействию. Однако эти требования вторичны и в значительной степени решаются вариацией условий приготовления катализаторов. Поэтому задачей подбора, в первую очередь, является прогнозирование химической активности катализатора. [c.151]

К сожалению, попытка систематизации различных по природе каталитических систем в единый по активности ряд по реакции алкилирования в целом не увенчалась успехом. Активность, стабильность и селективность катализаторов алкилирования находится в сложной взаимозависимости от многочисленных факторов, таких, как температура, давление, природа.и структура алкилирующих агентов и т. д. Например, серная кислота — хороший катализатор для алкилирования ароматических углево- [c.17]

Рис. 22. Изменение каталитической активности, селективности и структуры катализаторов в зависимости от количества пропущенного сырья

Стабильность катализатора — это сохранение активности и избирательности его в процессе периодически повторяющихся циклов крекинг — регенерация. Высокая температура, присутствие паров воды, наличие некоторых металлов резко снижают стабильность катализатора. Как правило, при незначительном содержании паров воды промышленные катализаторы до 600° С стабильны. Преобладающий размер пор катализатора 50—100 А и удельная поверхность до 600 м /г. Эта пористая структура разрушается нри высокой температуре в присутствии водяных паров. Размер пор возрастает, удельная поверхность уменьшается. При этом изменяется и характер поверхности катализатора. Алюмосиликатный комплекс, который является активным центром катализатора, разлагается на окись алюминия и двуокись кремния, не обладающие каталитической активностью. Тяжелые металлы при наличии в исходном сырье серы значительно изменяют селективность катализатора в сторону образования как газообразных продуктов (водорода, метана) так и кокса. [c.237]

С точки зрения создания теории подбора оптимальных катализаторов наибольший интерес представляет вопрос о взаимосвязи физико-химических свойств скелетных катализаторов со структурой и фазовым составом исходных сплавов. Наличие целого ряда интерметаллидов в двойных системах открывает широкие возможности для регулирования активности, и в особенности селективности катализаторов [40]. [c.45]

Кислотно-основные свойства катализаторов. Сведения о кислотности часто необходимы при оценке свойств катализаторов. Активность и селективность катализаторов в реакциях крекинга органических соединений, изомеризации, полимеризации, дегидратации и других находятся в непосредственной связи с их кислотными свойствами. В настоящее время общепризнанным является принцип родственности механизмов гомогенного и гетерогенного кислотного катализа. Поэтому, по аналогии с гомогенным катализом, в гетерогенном катализе используются такие понятия, как кислота Бренстеда , кислота Льюиса и, соответственно, бренстедовские и льюисовские кислотные центры. Однако вопросы структуры кислотных точек на поверхности катализаторов, возможность перехода одного типа кислотных центров в другой, а также их влияние на поведение катализатора в процессе все еще остаются дискуссионными. [c.381]

Селективный гидрокрекинг нормальных парафиновых углеводородов происходит на так называемых геометрически селективных катализаторах, крекирующей основой которых служат мелкопористые цеолиты. Молекулы этих углеводородов могут свободно диффундировать во внутренние полости цеолитов с диаметром входных отверстий 0,5—0,55 нм, а молекулы изопарафиновых и циклических углеводородов практически не проникают внутрь кристаллической структуры таких цеолитов. Критические диаметры молекул углеводородов различных классов приведены в табл. 5.8. [c.144]

Поскольку в цеолитах для каждого катиона имеется два размера пор, полостей и окон, то при введении их в алюмосиликат регулярность структуры катализатора повышается. При этом можно получить желаемый преимущественный размер пор и таким способам повысить селективность катализатора. Так, если катализатор содержит цеолит типа А, размер его пор не превышает 4—5 А. В такие поры свободно проникает пропилен и не проходит изобутилен. Поэтому на таком катализаторе можно селективно проводить реакцию полимеризации пропилена, находящегося в смеси с изобутиленом. Из цеолитов с порами размером несколько больше 5 А можно получать катализаторы для селективного крекинга парафинов нормального строения, находящихся в смеси с изопа-рафиновыми углеводородами. Последние лишь незначительно подвергаются крекингу [35]. [c.55]

Реакционная среда влияет на катализатор, изменяя его состояние— состав, структуру, свойства. Эффективность процесса определяется прежде всего этим состоянием, которое в нестационарном режиме часто обеспечивает большую активность и, что особенно важно, селективность катализатора по сравнению со стационарным состоянием, когда состав и температура газовой фазы не изменяются во времени. [c.259]

Важнейшее значение для катализа имеют площадь поверхности и пористость катализатора. Структура пор влияет на доступность и стабильность поверхности, стойкость против отравления, селективность и теплопроводность. [c.176]

Таким образом, структура матрицы катализатора также играет важную роль при его разработке. Слишком активная матрица может способствовать образованию кокса и газа. Недостаточно активная матрица не позволяет до конца использовать возможности цеолита, что приводит к снижению активности и селективности катализатора. [c.261]

Селективность катализатора зависит от его пористой структуры. При параллельных реакциях диффузионное торможение может как снижать, так и повышать селективность. Так, например, если основная реакция имеет первый порядок, а побочная реак- [c.652]

При синтезе цеолиты получают обычно в Ма -форме. Эти катионы могут быть обменены на эквивалентные количества других с образованием различных ионообменных модификаций, имеющих разнообразные каталитические свойства. Для каждого типа цеолита сечения пор и их входные отверстия (окна) имеют молекулярные размеры и являются строго постоянными [158]. Это позволяет достичь высокой селективности катализатора. Так, с помощью цеолитов удается дегидрировать бутиловый спирт из его смеси с изобутиловым или гидрировать олефины из их смеси с изоолефинами. Ниже приведена характеристика пористой структуры некоторых цеолитов [c.170]

Влияние водорода на интенсивность и глубину процесса деструктивной гидрогенизации углей зависит от их элементного, структурного и минерального составов, парциального давления Нг, температуры и продолжительности процесса, активности и селективности катализаторов и многих других факторов. Водород расходуется на гидрокрекинг ОМУ и стабилизацию образующихся при термораспаде радикалов, образование газов, регенерацию растворителя, гидрирование ароматических и олефиновых структур, удаление гетероатомов, сдвиг обратимых реакций в сторону насыщенных структур, снижения выхода продуктов уплотнения. [c.211]

Более трудным является создание многокомпонентных систем, в которых уже во время приготовления должны образовываться соединения определенного состава и структуры. В качестве такой модельной системы разберем способы приготовления широко распространенного селективного катализатора окисления и окислительного аммонолиза олефинов — в ис му т-м о л и б д е н о во г о. Опубликован ряд работ, посвященных приготовлению этого катализатора. Известно [59], что молибдат висмута может образовывать три модификации разного состава и строения а-, р- и у-. Катализатор можно приготовить осаждением из растворов соот- [c.31]

Рис, 8.11. Зависимость селективности катализаторов на носителях различной пористой структуры от содержания цезия [c.327]

После регенерации цеолита на воздухе селективность катализатора не восстанавливается, не восстанавливается и интенсивность полос поглощения гидроксильных групп. Если к цеолиту добавляют палладий или проводят реакцию не в атмосфере азота, а в водороде, соотношение углеводородов С3/С, в ходе реакции остается постоянным, содержание ненасыщенных соединений не увеличивается и интенсивность полос поглощения ОН-групп не меняется. Все эти данные показывают, что в ходе реакции структура поверхностных группировок претерпевает существенные изменения. Поскольку интенсивность полосы поглощения при 3640 см уменьшается пропорционально длительности проведения реакции, можно предположить, что уменьщение содержания гидроксильных групп вызвано крекингом. До того момента, как интенсивность полосы поглощения при 3640 см снижается на 80%, отложения кокса на поверхности катализатора проявляются слабо. Однако при большей продолжительности реакции образец быстро чернеет, а соотношение продуктов, характерное для карбониево-ионных реакций, резко меняется и приближается к соотношениям, типичным для термического крекинга. Некоторые особенности крекинга парафиновых углеводородов на цеолитах, в частности пониженное содержание олефинов и уменьшение выходов углеводородов С, и С 2, можно объяснить с помощью данных ИК-спектроскопии. Вполне вероятно, что крекинг протекает в соответствии с механизмом реакций диспропорционирования [c.333]

В настоящее время термодинамические расчеты являются общепринятым и существенным элементом многих химических исследований. Помимо эффективной роли таких расчетов при изучении реакционной способности соединений с молекулами различной структуры, особенно важна роль термодинамических расчетов при поисках путей промышленного синтеза технически важных веществ. Здесь термодинамический расчет позволяет выбрать наиболее обещающий из многих возможных путей синтеза данного продукта из различных исходных веществ, а также оценить относительную роль параллельных реакций, протекающих при использовании того или иного пути. Конечно, остаются кинетические затруднения, неподвластные термодинамике. Эти затруднения можно надеяться преодолеть подбором селективных катализаторов. [c.9]

При использовании одинаковых катализаторов с однотипной кристаллической структурой можно достичь различных степеней конверсии и составов продуктов, изменив путем предварительной обработки катализатора общее число и кислотную силу его активных центров [23—25]. Степень ионного обмена, так же как и тип введенного в цеолит катиона, оказывает большое влияние на число и силу кислотных центров и, следовательно, на активность и селективность катализатора. Благодаря тому, что, по-видимому, не все кислотные центры деактивируются с одинаковой скоростью, отравление катализатора также может влиять на его селективность. Все изложенное приводит к заключению о том, что при отсутствии четко определенной и систематизированной программы из получаемых экспериментальных результатов удается извлечь очень мало полезной информации. [c.80]

Строго регулярная структура цеолитов, поверхность которых сравнительно легко химически модифицировать, позволила не только создать высокоактивные и селективные катализаторы [c.38]

Активность, стабильность и селективность катализаторов обусловливается не только подбором химической композиции, но и природой носителя, его кристаллической и пористой структурой [1,21,223. [c.30]

II возникает ряд научных проблем, которые необходимо решать уже сегодня, таких, как создание эффективных, стабильных, долгоживущих катализаторов и методов их контакта с нефтяным сырьем подбор высокоселективных и стабильных раство11ителей для разделения углеводородных фракций по типам структур и ]ш молекулярной массе повышение селективности катализаторов до уровня четко управляемого перераспределения водорода в перерабатываемом сьсрье пер( ход в производстве смазочных масел массовой выработки на целенаправ генный синтез высокостабильных углеводородных систем с оптимальными параметрами по вязкости. [c.355]

Пористая структура и размеры зерна катализатора через, диффузионные явления, прежде всего влияют на активность и избирательность катализатора. Эти вопросы рассматривались в главе III. Однако структура катализатора влияет не только на эти свойства. Она определяет в значительной мере механическую прочность катализатора и тем влияет на егодолговечность. Скорость зауглероживания катализатора и скорость регенерации, также зависят от структуры пор катализатора. Форма и размер зерен определяют и - гидравлическое сопротивление слоя катализатора и следовательно энергетические затраты на транспорт потока. В отношении активности и селективности катализатора и сопротивления слоя можно в более или менее строгой форме применять теоретически обоснованные методы оптимизации структуры и формы, в отношении же остальных свойств, на которые влияют структура и форма, приходится применять названные выше методы эмпирической оптимизации или расчетного сравнения отдельных вариантов. [c.189]

Основными компонентами наиболее селективных катализаторов окисления метанола в формальдегид являются железо, молибден и кислород. Промышленный катализатор представляет собой механическую смесь молибдата железа и триоксида молибдена. Эти вещества пмеют упорядоченную кристаллическую структуру, используются без осителей и обычно без промоторов. Еще не так давно дискутировался вопрос о том, нужны ли в промышленном катализаторе оба компонента. Пытались выяснить, какая из фаз действительно является катализатором, Сейчас известно [5], что при окислении метанола в формальдегид высокую каталитическую активность проявляют как молибдат железа, так и триоксид молибдена. [c.16]

К сожалению, экспериментальные трудности, связанные с невозможностью использования селективных катализаторов конфигурационной изомеризации нри низких температурах, не позволяют получить данные о равновесии стереоизомеров в цикло-лентановых углеводородах более сложных структур. [c.26]

Стабильная активность и селективность катализаторов определяется в первую очередь типом и содержанием цеолита, химическим составом цеолита и матрицы, пористой структурой матри--цы. Влияние химического состава цеолитного компонента (20% [c.43]

На цинк-хромовых катализаторах процесс осуществляют при 360-380 С, 25-32 МПа и объемной скорости циркулирующего газа, содержащего 10-20% СО (СО Нг от 1 5 до 1 10), равной 100-600 ч". Часто синтез метанола совмещают с процессами деструктивной гидрогенизации и синтезом аммиака, что улучшает технико-экономические показатели процесса. Активность цинк-хромового катализатора зависит от способа его приготовления, соотношения Сг 2п и способа предварительной обработки, в процессе которой формируется активная структура. Содержание оксида хрома в этих катализаторах составляет 20-30%. Наличие в катализаторе трудновосстановимого оксида хрома препятствует спеканию оксида цинка и образованию шпинели, в результате чего активность и селективность катализаторов длительное время остаются высокими. [c.123]

Представленные результаты свидетельствуют о том, что на базе кристаллических металлосиликатов структуры" пентасила можно создать процесс производства дурола алкилированием метилбензолов метанолом. Однако экономичность процесса будет зависеть не только от активности и селективности катализатора, но и от того, насколько полно метанол, будет вовлекаться в реакцию алкилирования (не будет вступать в конкурирующую реакцию конверсии метанола в парафины и олефины). Следует отметить, что наряду с производством дурола, базирующемся на нефтяном сырье, в перспективе возможна реализация схемы его производства, основанного на альтернативном С,-сырье по следующей схеме [c.136]

Наиболее эффектив ным способом регулирования селективности катализаторов мягкого окисления является их модифицирование различными добавками. Действие добавок сложно, так как при их введении в твердое тело одновременно изменяются структура катализатора, вероятность обмша электронов между элементами твердого тела и компонентами реакции, валентное состояние центров адсорбции и катализа, подвижность и энергетическое состояние кислорода на поверхности катализатора и др. Поэтому установление основных закономерностей превращения углеводородов разного строения на простых и сложных окионых катализаторах, а также на некоторых металлах позволяет соз Нательно подбирать модифицирующие добавки и тем повышать селективность мягкого окисления углеводородов. [c.292]

При приготовлении катализаторов для лабораторной практики п химических производств важную роль играет выбор носителя. Носитель определяет целый ряд цепных свойств катализатора величину его удельной поверхности, механическую прочность предохраняет катализатор от спекания прн высоких температурах облегчает отвод тепла, выделяющегося в реакции. Все эти факторы определяются чисто физическими и механическими свойствами носителя. С другой стороны, известно также, что в ряде случаев носитель нельзя рассматривать как совершенно инертную в каталитическом отноитении подложку часто он сильно влияет и на активность и селективность катализатора. Эти последние свойства подложки изучены гораздо хуже. В настоящей статье сообщаются результаты, полученные прн изучении методом ЭПР структуры окиснохромовых катализаторов полимеризации этилена, нанесенных на разные подложки, а также их каталитической активности. [c.102]

Вообще говоря, состав начальных продуктов строго связан как с конформацией углеводородного фрагмента промежуточного каталитического комплекса, так и со способом атаки восстановителя. Для многих каталитических систем обычно постулируется промежуточное участие в гидрировании а-алкениль-ных и(или) п-аллильных комплексов [1]. Опубликованы данные, указывающие на образование таких комплексов путем внедрения молекулы диена по металл-гидридным связям [11, 12]. а-Алкенильные и л-аллильные структуры были обнаружены в реакции гидрирования диенов, катализируемой пентациано-кобальтатом (разд. 3.1). В этом случае для объяснения состава продуктов гидрирования было предположено наличие о — л-рав-новесия. Образование подобных промежуточных комплексов постулировано и для соответствующих гетерогенных селективных катализаторов [10]. [c.102]

Однако наличие незаполненных d-орбиталей в электронной оболочке металлов или катионов в окислах нельзя считать фактором, однозначно определяющим их активность в процессах дегидрирования по-видимому, не существует простой зависимости между указанными явлениями. Известно, например, что окись цинка является активным и селективным катализатором дегидрирования алкильных боковых цепей ZnO входит в качестве основной составной части в ряд промышленных катализаторов дегидрирования олефинов и алкилароматических соединений, в частности в состав широко распространенного катализатора производства стирола — стирол-контакта. Между тем окись цинка не является соединением переменной валентности в электронную структуру ее входит заполненная орбиталь 3d , соответствующая минимуму активности. В этом случае привлекаются понятия о существовании на поверхности окиси цинка структур, включающих Zn+-HOHbi и металлический цинк [192]. [c.182]

Ag-KA > Ag-NaA> Ag-NaX. Активность и избирательность катализаторов линейно возрастают с увеличением содержания серебра в цеолите (селективность Ag- aA в отношении образования окиси этилена менялась экспоненциально с увеличением содержания металла). Конверсия этилена на катализаторе 30% Ag- aA и выход окиси этилена сопоставимы с получаемыми на известных контактах окисления этилена. В частности, при 250° С, длительности контакта 0,33 с, парциальном давлении кислорода 0,7 атм степень преврашения этилена за проход составляет 25%, а селективность по окиси этилена — 70% [185]. Такие результаты удалось получить благодаря использованию следующей методики приготовления катализаторов [185]. Дегидратированные кристаллы цеолита пропитывают рассчитанным объемом водного раствора AgNOg, сушат в вакууме при 110 (3 ч), 180 (3 ч) и 400° С (1 ч), активируют на воздухе при 400° С и, наконец, восстанавливают при 250° С смесью Hj —Nj (-/нг 0,07 атм) в течение 2 ч. Кристаллическая структура цеолитов при этом меняется незначительно, тогда как при ионообменном способе введения серебра она почти полностью разрушается. Вследствие потери кристалличности, а также большей кислотности селективность соответствующих катализаторов резко уменьшается основными продуктами окисления С2Н4 становятся СО2 и Н2О. Размеры кристаллитов серебра составляли 200—800 для пропиточных и 150—600 A для ионообменных образцов [185]. Зависимость активности и селективности катализаторов от дисперсности металла и кислотности цеолита не изучалась. [c.192]

Скелетные катализаторы на основе металлов платиновой группы благодаря своей высокой активности и стабильности, а также легкости приготовления ( в отличие от метода Адамоа — Фрамптона) начинают привлекать все большее внимание исследователей [1—4]. С точки зрения создания теории подбора оптимальных катализаторов наибольший интерес представляет вопрос о взаимосвязи физико-химических свойств скелетных катализаторов со структурой и фазовым составом исходных сплавов. Свойства скелетных катализаторов на никелевой основе определяются главным образом составом исходных сплавов и механизмом их коррозии [5—8]. Наличие целого ряда интерметалли-дов в двойных системах Р1 — А1, Р(1 — А1 и КЬ — А1 открывает широкую возможность для регулирования активности и в особенности селективности катализаторов. [c.300]

Наиболее эффективным способом поддержания высоких активности и селективности катализатора в присутствии тяжелых металлов является модификация матрицы таким образом, чтобы она выступала в роли барьера их перемещения, прежде всего V2 5 Основная трудность фиксации 2 5 связана с тем, что он имеет низкую температуру плавления (680°С), которая и обуславливает возможность легкого перемещения в цеолит и разрушения последнего. С помощью ди- Чзакции рентгеновских лучей бьшо обнаружено, что первая ловушка для металлов (оксид алюминия) действует именно таким образом. Применение указанного способа для исследования структуры соединения, обрадовавшегося в результате реакции оксида алюминия и позволило установить, что обра- [c.22]

В соответствии с этим существует достаточно много технологических схем производства цеолитсодержащих катализаторов, Однако для всех схем характерна стадия подготовки цеолита, так как цеолит в составе катализаторов применяют не в исходной Ма-форме, а в декатионированной, деалюмивирован-ной либо катион-декатионированной форме. Это обусловлено тем, что, как показано многочисленными исследованиями (подробно проанализированными в работе [59]), активность и селективность катализаторов в значительной мере определяются кислотностью цеолитного компонента (остаточным содержанием натрия или степенью декатионирования), природой, концентрацией и способом введения металла в цеолит и степенью его дисперсности, а также мольным отношением 5102/А120з в цеолите, природой компонента и его структурой. Кроме того, известно, что остаточное содержание натрия в цеолите играет существенную роль в термической стабильности самого катализатора при его эксплуатации и регенерации [61]. [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология