Катализаторы распределение пор по радиуса

Расчеты проводятся на основе следуюш,их исходных данных g, В г — средний вес и диаметр единичной гранулы катализатора 5 — удельная поверхность пористого тела АУ/Д1д г — распределение объема пор по радиусу (рис. З.5.). [c.145]

Рис. 2, Интегральные кривые распределения объема поп носителя и катализатора ис радиусам

Для выделенных областей дискретизации строится функция распределения диаметра вторичных глобул Z>2i, числа вторичных глобул Nzi и числа первичных глобул во вторичных от радиуса пор г. В качестве примера на рис. 3.5. приведены результаты расчета характеристик строения двух образцов шарикового 7-оксида алюминия, синтезированных в лабораторных условиях. Найденные функции распределения экстраполируются на область изменения радиуса пор, не доступную для экспериментального определения, до выполнения следуюш,их условий а) равенства объема единичной гранулы катализатора (адсорбента) сумме плотного объема всех вторичных глобул и сформированных ими пор б) равенства плотного объема вторичной глобулы сумме плотного объема формирующих ее первичных глобул и сформированных ими пор (объем этих пор для всех областей дискретизации соответствует экспериментальному на начальном (левом) участке кривой распределения объема пор по радиусам либо уточняется путем экстраполяции). [c.146]

Концентрация и состав нежелательных компонентов (сернистых, металлоорганических и смолисто-асфальтовых веществ) в разном сырье различно. Поэтому, как правило, в процессах со стационарным слоем используют системы из двух или трех катализаторов, обладающих различными активностью, селективностью и распределением радиусов пор [297,298,2991. [c.294]

В гетерогенном катализе большое влияние на скорость реакции оказывает пористость твердых катализаторов. Распределение пор по радиусам может быть таким, что часть поверхности окажется недоступной для реагирующих молекул из-за их размера. Кроме того, скорость реакции может уменьшаться вследствие затруднения диффузии молекул внутрь пор. [c.434]

Расстояние от наружного края гранулы, мим Рис. 3.31. Распределение ванадия и никеля по радиусу гранулы широкопористого катализатора при гидрообессеривании деасфальтированных гудронов арланской нефти после различной глубины отбора дистиллятов. [c.132]

Рис. 3.32. Распределение ванадия и никеля по радиусу гранулы широкопористого катализатора при гидрообессеривании деасфальтированных гудронов из товарной смеси западносибирских нефтей.

Более подробную информацию о микроструктуре катализаторов получают из графических функций распределения пор по величинам радиусов. Пределы значений, ограничивающих эти кривые, соответствуют абсолютному размеру пор в исследуемых образцах катализаторов, а величины и формы максимумов характеризуют относительное количество и размер наибольшего числа пор. Кривые распределения строят путем дифференцирования зависимостей суммарного объема пор от их радиусов. [c.96]

Стохастическая капиллярная модель [70]. Постулируется, что поры гранулы являются цилиндрическими капиллярами, радиусы которых изменяются в априори установленных пределах. Причем капилляры распределены в грануле случайным образом. Задается плотность распределения координат капилляров внутри гранулы, которая построена на основе функции распределения объема пор по их радиусам. Данная модель является достаточно надежной и позволяет описать пористые структуры многих катализаторов и сорбентов. [c.149]

Другими р 1,ботами [42, 111, ИЗ] установлено, что порозность меняется не толысо вдоль радиуса сечения слоя, но и по высоте слоя. Зависимость порозности вертикального слоя катализатора от давления вышестоящих слоев на нижестоящие изучалась различными исследователями [14]. Более подробно вопрос о порозности стационарных насыпных слоев рассматривался в работах [11, 12]. Подробные исследования, приведенные в работе [202], очень четко показали полное соответствие профиля скорости распределению порозности вдоль радиуса сечения. Это наглядно видно из сравнения кривой е с кривой р = w, p/w,, (рис. 10.3), которая представляет собой профиль относительных скоростей, измеренных на выходе из пор зернистого слоя. [c.272]

Однако если такая обработка осуществляется в присутствии водяного пара даже при сравнительно низкой температуре ( 600 С), происходит заметное сокращение удельной поверхности, значительно увеличивается средний радиус пор и расширяется диапазон распределения пор по размерам. Уменьшение удельной поверхности происходит в течение всего времени выдержки катализатора при указанных условиях и приводит в конце концов к образованию сплавленного, непористого и практически неактивного материала. При прока ивании в отсутствие пара на начальной стадии наблюдается уменьшение удельной поверхности. Причиной этого является удаление с поверхности исходного катализатора гидроксильных групп, в результате чего образуется некоторое количество водяных паров. Это ведет к снижению активности, так как именно гидроксильные группы являются источником кислотного водорода, участвующего в катализе. [c.107]

Рассматривается математическая модель двумерного реактора, учитывающая распределение температуры и концентраций внутри зерна катализатора, перенос тепла по скелету катализатора и неравномерность распределения температуры и концентраций веществ по радиусу реактора. [c.168]

Исследование закономерностей изменения физико-химяче-ских характеристик алюмокобальтмолибденовых катализаторов в процессе их дезактивации при длительной эксплуатации позволяет сделать следующие выводы [329—331]. По мере работы катализатора уменьшаются общий объем пор и удельная поверхность, значительное изменение претерпевает и распределение пор по радиусам (табл. 60, рис. 65). Однако уменьшение общего объема пор происходит преимущественно за счет образования микропор радиусом до 15,0 нм. В отработанном катализаторе средний радиус микропор составляет 5—6 им, а их объем не превышает 1—2% объема микропор свежего катализатора. [c.166]

Равномерность распределения кокса по радиусу гранул будет зависеть от вида сырья и условий проведения процесса, активности и макроструктуры катализатора [3]. На микросферических катализаторах процесс обычно протекает в кинетической области и следует ожидать наиболее равномерного распределения кокса по всей грануле. При переходе в диффузионную область кокс будет отлагаться в первую очередь в периферийной зоне зерна [36-39]. Так, при крекинге на алюмосиликатном катализаторе н-гексадекана и изопентенов [40] уменьшение объема пор было близко к объему отложившегося кокса, что указывает на его равномерное распределение по грануле. Аналогичные данные были получены при изучении распределения кокса по радиусу частицы цеолитсодержащего катализатора, однократно закоксованного в лабораторных условиях при его обработке парами вакуумного газойля [28]. В то же время в работе [41 ] также при крекинге вакуумного газойля получены данные, указывающие на преимущественное отложение кокса в устьях пор. [c.11]

Наиболее важные физико-химические характеристики промышленных катализаторов — пористая структура (величина поверхности и распределение объема пор по радиусам), кислотность (основность), фазовый состав, дифференциальняя поверхность (поверхность отдельных компонентов) и эффективные коэффициенты диффузии и теплопроводности. [c.360]

Следует ожидать, что при меньших начальных закоксованностях и более высоких концентрациях кислорода достижение максимального разогрева сместится в область конверсий углерода порядка 10%. Это отмечается в литературе [145, 150, 151] и получено в работе [153] с помощью изотермической модели. В любом случае характер распределения температуры после достижения максимального разогрева близок тому, который предсказывается при теоретическом исследовании [158] квазистационарных решений для экзотермических процессов. Последнее наводит на мысль о возможности применения приближения квазистационарности для уравнения теплового баланса. Правда, при таком подходе пропадает качество описания переходного периода на зерне формирование у внешней поверхности крутого температурного фронта и его последующее движение к центру зерна, сопровождающееся перестройкой температурного профиля по радиусу. С другой стороны, достаточно надежные результаты получены с помощью изотермических уравнений вида (4.14), которые не учитывают влияние теплопереносов на зерне в ходе всего процесса. Трудно априори отдать предпочтение одной из моделей изотермической или квазистационарной. При моделировании процесса регенерации на зерне катализатора было использовано квазистационарное приближение для уравнения теплового баланса. С учетом сказанного выше математическое описание процесса выжига кокса на зерне катализатора представляется следующей системой уравнений [c.74]

Численный анализ регенерации неподвижного адиабатического слоя катализатора с помощью описанной выще модели дал следующие результаты. Выжиг кокса на зерне в лобовом участке слоя при входных температурах 450-500 °С протекает практически в кинетической области. По мере удаления от входа в регенератор градиенты распределения коксовых отложений по радиусу зерна увеличиваются. Начиная с расстояния примерно Vs от входа в регенератор, на зерне катализатора начальной закоксованности 3% (масс.) и выше реализуется режим послойного горения практически для любых концентраций кислорода х 5% (об.). Изменение распределения коксовых отложений в процессе выжига по радиусу зерна диаметром 4 мм в центре неподвижного слоя катализатора длиной 2 м при начальных условиях < = 5% (масс.), = = 500 °С-приведено на рис. 4.5. [c.85]

Спекание может быть замедлено путем диспергирования частиц активной фазы на развитой поверхности другого тугоплавкого инертного вещества (акция нанесения) или путем разделения их тугоплавкими блоками (стабилизация). Но спекание последних на практике не может быть проконтролировано. Миграция компонентов катализатора облегчается, если они растворимы в реакционном потоке или могут образовывать раствор в самом катализаторе. Например, некоторые переходные металлы могут переноситься в виде летучих карбонилов, галогенидов и окислов, многие другие — нерастворимые окислы и соли имеют достаточную растворимость в жидкостях (особенно в полимолекулярных слоях воды) или стабильны в виде газообразных гидратов. Эти свойства ускоряют спекание кристаллитов активной фазы. Особенно опасно указанное явление потому, что оно может произойти при малых парциальных давлениях случайных примесей, вполне достаточных для воздействия на рост кристалла и для движения вещества вдоль температурных градиентов, хотя не может быть причиной их выноса из реактора [1]. Наконец, поверхность может покрываться посторонними загрязнениями (пыль, ржавчина) или блокироваться такими продуктами побочных реакций, как жидкие полимеры или твердый кокс . Если вследствие этого изменяется распределение объема пор по величинам их радиусов, а скорость реакции определяется диффузией, то можно ожидать ухудшения селективности или активности. [c.18]

Распределение скоростей газа по радиусу реактора имеет своеобразный характер. Гранулы катализатора у стенок располагаются не так, как в остальной части слоя они укладываются более регулярно и с большим числом каналов. [c.59]

Например для катализатора ШАП-5 при отношении пар сырье, равном 2 кг/кг и Р = 4,0 МПа, получено распределение концентрации гептана по радиусу гранулы диаметром 5 мм, представленное на рис. [c.81]

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]

В табл. 1,11 приведены результаты Вейсца и Шварца [378], которые исследовали диффузию водорода в азоте при комнатной температуре и атмосферном давлении. Было изучено 59 различных образцов катализаторов, синтезированных из гелей. Большинство катализаторов — алюмосиликаты. Изучено также несколько образцов магнийсиликатов. Образцы отличались друг от друга главным образом способом термической или гидротермической обработки гелей. Часть образцов содержала твердые частицы, введенные в гель при осаждении. Для этих образцов характерно широкое распределение пор по радиусам, хотя оно непосредственно не измерялось. Были изучены также некоторые промышленные катализаторы. Средний радиус пор изученных образцов от 9-10 до 2,5-10 м (9—250 А). Во всех случаях преобладала кнудсеновская диффузия. [c.67]

Дезактивация при высоких температурах (от 850 до 950° С) происходит в результате локализованного плавления или разрушения небольших участков внутри структуры катализатора таким образом, что одновременно и локально разрушаются как объем пор, так и удельная поверхность. Распределение радиусов элементарных частиц в участках, не подвергшихся плавлению, остается в основном таким же, как в свежем катализаторе. Систематическое изучение кинетики дезактивации одного и того же образца промышленного катализатора крекинга в широком диапазоне условий было проведено в работе Шлафера, Моргана и Уилсона [135]. Эти авторы показали, что следующие эмпирические уравнения достаточно точно описывают изменения удельной поверхности S катализатора в широком диапазоне условий [c.69]

Удельная поверхность разработанного катализатора составляет около 300 м 1г, полный объем пор 0,8 см 1г, насыпной вес 0,5—0,6 кг1л. Объем пор, вычисленный по изотермам адсорбции азота, равен 0,5 см /г. Максимум кривой распределения радиусов пор приходится на 30 А, однажо значительное количество пор имеет размер до 300 A и выше. Это облегчает проникновение реагирующих вешеств при гидрогенизации вглубь зерен катализатора и создает условия для участия в процессе промоторов. Катализатор обладает высокой прочностью на раздавливание (200 кг1см для таблеток диаметром 3,5 мм) и истирание. [c.304]

Из данных табл. 3.10 и рис. 3.35, 336 видно, что уже после обработки катализатора фракцией дизельного топлива в течение 30 ч общий объем пор и распределение пор по радиусам претерпевамь значительные изменения, которые прежде всего выражаются в уменьшении среднего радиуса микропор с 9,0 до 7,5 нм и их объема с 0,45 до 0,41 см /г. При переработке ДАО наиболее резкие изменения объема пор и распределения пор по радиусам происходят в течение первых 50-300 ч и зависят от места раположения катализатора по высоте слоя. Более резкие изменения в показателях поровой стр)т<туры наблюдаются у образцов, отобранных из входного слоя. Ьимодальность распределения пор по радиусам сохраняется и при длительной работе катализатора. Однако уменьшение общего объема пор происходит в основном за счет микропор (меньше 15,0 нм). Средний радиус микропор, оставшихся в практически полностью отработанных образцах 9 и 15 (см. табл. 3.10), составляет 5-6 нм, а общий их объем лишь 0,05-0,08 см /г из 0,45 см /г. [c.133]

В последние годы появилось значительное число публикаций, посвященных.решению проблем математического моделирования слоя катализатора с учетом дезактивации, факторов массоперено кинетики основных реакций и пр. В ряде случаев эти модели включают многие показатели физико-химической характеристики сырья i каиализагора вытекающие из необходимости численного решения уравнений, описывающих распределение оров пи радиусу гранулы и по высоте [c.141]

Известны также попытки составления математического описания на базе представлений о строении ССЕ остаточного нефтяного сырья и данных изучения распределения дезактиваторов по радиусу зерна катализатора [128]. Эм модели сложны, многопараметричны и включают ряд условных допущений и приближений ввиду отсутствия точных и надежных методик оценки ряда параметров таких, как коэффициенты диффузии, размеры структурных единиц сырья и пр. Ввиду сложности требуется применение для решения их быстродействующих ЭВМ и такие модели на современном этапе могут представить лишь общетеоретический интерес, [c.142]

Уравнение (У1П-264) описывает распределение концентраций реагента А в зерне катализатора. Следовательно, такое распределение зависит от модуля Тиле и приведенного радиуса г/ о- Зависимость концентрации Са от т/Нц представлена в нижней части рис. УПМ8. [c.287]

Целесообразно строить модель на основе принципа дискретизации рассматриваемого пористого тела на области, в пределах которых изменяется лишь один параметр, например, размер формируюш,их данную область вторичных частиц при заданной геометрической форме, строении и статистическом законе распределения плотности их упаковки, не принимая во внималие пространственные координаты их расположения. Наиболее просто осуществлять дискретизацию на основе экспериментальных кривых распределения объема пор катализатора по их. радиусам с учетом имеющихся теоретических представлений о морфологических особенностях исследуемых образцов. При этом, зная радиус пор в данной области (при заданной плотности упаковки вторичных частиц), можно рассчитать единственные и вполне определенные размеры этих частиц, а по величине объема пор, приходящегося на данную область, их общее количество. Учитывая удельную поверхность образца, его вес и размеры, легко определить геометрические размеры и число первичных частиц, формирующих вторичные, и предположить возможные варианты распределения координат всех частиц. [c.143]

Д. П. До1бычин и Ц. М. Клибанова [33] считают, что закономерности окисления кокса осложнены неравномерным распределением его по радиусу зерна катализатора. По их дан-нь , в периферийном слое толщиной 0,1 мм откладывается до 60% кокса. [c.76]

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]

Математическая постановка задачи. Рассмотрим разностные методы решения системы дифференциальных уравнений, оннсы-вающнх процессы тепломассонереноса в двумерном реакторе с неподвижным слоем катализатора. При этом будем учитывать распределение температуры и концентраций внутри зерна катализатора, перенос тепла по скелету катализатора и неравномерность распределения температуры и концентрации веществ по радиусу реактора. Естественным обобщением модели, предложенной в [1], на случай двумерного неадиабатического реактора будет следующая система дифференциальных уравнений [c.128]

Такое влияние металлов можно объяснить их различным вкладом в каталитическую активность при коксообразовании. Добавление к алюмосиликатному катализатору щелочных и щелочноземельных металлов понижает его кислотность и каталитическую активность в отношении образования кокса по карбонийионному механизму. Предполагается [23, 42], что имеет место неравномерное распределение металлов по радиусу и большая их часть отлагается на периферии. В таком случае активность периферийных слоев снижается больше. Это уменьшает диффузионное торможение периферийных слоев, реакции крекинга и коксообразования перемещаются в центральную часть зерна катализатора. Поэтому отложение кокса становится более равномерным. Отметим, что и при равномерном распределении щелочных металлов по радиусу зерна можно ожидать такого же эффекта, так как общее снижение активности катализатора должно понижать диффузионное торможение и смещать реакцию в кинетическую область. [c.13]

Приведенные выше результаты по определению границ кинетической области и максимальньи разогревов на зерне получены, для случая равномерного распределения кокса по радиусу зерна катализатора. В действительности, это не совсем правильно. В работе [23] приведены данные по экспериментальному изучению распределения кокса по радиусу зерна шариковых катализаторов крекинга. Показано, что при всех условиях крекинга периферия шарика закоксовывается сильнее, чем центральная зона. Представляется целесообразным исследовать влияние процессов тепломассопереноса на зерне катализатора при выжиге кокса с различным начальным распределением по радиусу зерна. [c.79]

Вновь рассмотрим случай равномерного распределения кокса по зерну катализатора. Характер изменения распределения кокса по радиусу зерна приведен на рис. 4.3 номер кривых соответствует следуюищм средним степеням закоксованности катализатора fj [c.79]

Примером мультидисперсного катализатора может служить износоустойчивый ванадиевый катализатор КС для окисления сернистого ангидрида во взвешенном слое [89—94]. В табл. 5 и на рис. 26 и 27 представлены его структурные характеристики, из которых отчетливо видно, как происходит распределение объема пор по радиусам и какой вклад в общую поверхность вносят поры различного размера. Диаметр основных пор группируется около значения 1000 А, которые считаются наиболее оптимальными при окислении [c.78]

Расчеты, связывающие отдельные элементы структуры, были проведены с целью ее описания и определения координационного числа износоустойчивого ванадиевого катализатора КС [94]. При этом полагали, что при любой плотности упаковки для монодисперсной структуры удельный объем пор не зависит от размера глобул, т. е. размера пор. Если структура мультидисперсна, но глобу-лярна, объем пор остается постоянным для каждого участка, а, следовательно, и для всей структуры. По данным о распределении удельного объема пор по их радиусам можно рассчитать распределение (относительное) внутренней поверхности пор также по радиусам. [c.80]

Для полной оценки структурных характеристик контактных масс необходимо знать объем пор ил средний радиус и распределение объема пор по размерам. Зная размеры пор, можно при заданных условиях катализа определить наличие (или отсутствие) и степень внутриднффузионного торможения, а также степень использования внутренней поверхности катализатора, величина которой обратна размерам пор. Среди множества различных методов широкое применение нашел адсорбционный метод, который основан на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление насыщенного пара адсорбата [67, 68]. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в поре (капилляре) с радиусом г, выражается уравнением Кельвина [c.301]

Для количественного определения влияния внутреннего переноса на кинетику процесса, определения эффективности использования внутренней поверхности р, т.е. для моделирования процесса в зерне необходимо знать радиус пор уэ, ионстаиту скорости в кинетической области и эффективный коэффициент диффузии Значения для реакций гидрогенолиза этана и пропана известны. Радиус пор и распределение их по размерам определяют методом ртутной по-рометрии. Однако несмотря на растущее совершенствование этого метода, практически невозможно получить полное представление о сложной структуре катализатора. Что касается 4 , то его значение можно оценить лишь приближенно. [c.67]

Струк1ура катализатора йидисперсная. Распределение объема пор по величине радиусов характеризуется наличием двух максимумов.В области мелких пор максимальный объем приходится на поры радиусом 15 а в области крупных пор - на поры радиусом 450 X /8 . [c.203]