Кремния двуокись как катализатор

Двуокись кремния значительно отличается от активной окиси алюминия (например, у АЬОз) по растворимости катионов тяжелых металлов. Растворимость в -окиси алюминия значительна, а в двуокиси кремния весьма мала так, растворимость железа (HI) в двуокиси кремния не превышает 0,1% [89]. Это различие, по-видимому, обусловлено присутствием в решетке у-окиси алюминия определенного количества вакантных мест. Однако это не означает, что при получении катализаторов, нанесенных на двуокись кремния, силикаты металлов образоваться не могут. Некоторое количество таких силикатов осаждается на носитель уже на стадии пропитки (из-за их образования в результате некоторой растворимости двуокиси кремния, особенно в щелочных растворах) и значительно большее количество образуется в результате прямого взаимодействия при прокаливании. Если в качестве носителя используется активная окись алюминия, аналогичные процессы приводят к образованию алюминатов, и обсуждаемые ниже данные показывают, что алюминаты образуются значительно легче, чем силикаты. При этОхМ протекают следующие реакции [c.215]

Разработанные и внедренные в ряде стран процессы гидрирования масляных дистиллятов и деасфальтизатов дают возможность в одном каталитическом процессе достичь результатов, получаемых сочетанием глубокой селективной очистки и гидроочистки. Процесс обычно осуществляют под давлением 15— 30 МПа, при температуре 340—420°С, скорости подачи сырья 0,5—1,5 ч и объемном отнощении водородсодержащего газа к сырью 500— 1500. В качестве катализаторов можно применять катализаторы гидроочистки или более активные — сульфидновольфрамовый, ни-кельвольфрамовый на окисноалюминиевом носителе (алюмони-кельвольфрамовый) и др. Для повышения активности применяют промотирующие добавки, придающие катализатору кислотные свойства, — двуокись кремния, галоиды. Введение такой добавки способствует более интенсивному гидрированию азотсодержащих соединений и конденсированных ароматических углеводородов. Благодаря применению высокого давления и активных катализаторов реакции гидрирования протекают весьма глубоко — практически все компоненты, удаляемые при селективной очистке в виде экстракта, превращаются в целевые продукты. Гидрированием под высоким давлением в промышленном масштабе производят базовые высококачественные масла различного назначения индустриальные, турбинные, моторные, гидравлические, веретенные. В зависимости от вида сырья выход масел с одинаковым индексом вязкости при гидрировании равен или несколько выше, чем при селективной очистке. Вырабатываемые масла по эксплуатационным свойствам превосходят масла селективной очистки, особенно по стабильности и, следовательно, по сроку службы. [c.308]

Активность катализатора зависит от отношения двуокись кремния окись алюминия и от содержания никеля в катализаторе. Для получения весьма активного катализатора важное значение имеет проведение восстано-пления никеля в оптимальных условиях. По-видимому, оптимальным являет-сй следующий состав катализатора 4—6% никеля на носителе, состоящем из 12,8% окиси алюминия и 87,2% двуокиси кремния. Восстановление катализатора лучше всего Проводить при температуре 500—550° С. [c.100]

В принципе любое твердое вещество может служить носителем дисперсного металлического катализатора. Однако на практике круг используемых веществ ограничен такими носителями, как двуокись кремния, окись алюминия, алюмосиликат, цеолиты и активный уголь. Эти вещества в основном применяют и нри исследовании детальной структуры нанесенных катализаторов. Поэтому в данной главе наиболее подробно рассматриваются те носители, с которыми чаще всего приходится встречаться. [c.47]

Ни двуокись кремния, ни окись алюминия сами по себе не являются эффективными в промотировании реакций каталитического крекинга. В действительности они (а также активированный уголь) промотируют термическое разложение углеводородов [249, 250]. Смесь безводных двуокиси кремния и окиси алюминия тоже не проявляет достаточной эффективности. Катализатор с высокой активностью получается только из гидроокисей с последующей частичной дегидратацией (кальцинированием). Остающееся малое количество воды необходимо для нормальной работы катализатора. Исследования, проведенные с применением окиси дейтерия, показали, что эта вода участвует в реакциях обмена водородом между катализатором и молекулами углеводородов, причем указанные реакции начинаются при температурах, значительно более низких, чем температуры крекинга [262, 265]. [c.340]

Первые катализаторы, применявшиеся для риформинга углеводородов при атмосферном давлении, содержали кислотные компоненты, в частности двуокись кремния. Она вводилась в катализатор с каолином или глиной — алюмосиликатами, выполняющими в дисперсном состоянии роль связующих веществ, а также облегчающими спекание и уплотнение твердого вещества в процессе производства. [c.97]

В практическом отношении нри выборе системы раствор— носитель всегда следует помнить о возможной сильной агрессивности раствора в отношении носителя при очень высоком или очень низком pH. Степень этого воздействия зависит, кроме всего прочего, и от величины поверхности носителя. Опыт показывает, что вещества в активной форме (например, у-АЬОз) намного реакционноспособнее, чем вещества, подвергнутые высокотемпературной обработке и превращенные в кристаллические модификации с низкой поверхностью и с низкой собственной активностью (например, а-А Оз). Уголь относительно инертен, особенно в сильнографитированном состоянии, но окись алюминия с высокой поверхностью и окись хрома чувствительны к воздействию растворов с высоким и низким pH на алюмосиликаты и цеолиты действуют растворы с низкими pH, а на двуокись кремния с высокой поверхностью— растворы с высоким pH. Эта проблема возникает главным образом при выборе pH раствора, применяемого для ионного обмена или пропитки, с тем чтобы стабилизовать желаемый ион металла в растворе в таком случае необходимо поступиться или стабильностью иона, или химической устойчивостью носителя. Едва ли следует подчеркивать, что добавляемые кислоты или основания (или буфер) должны образовывать летучие соединения, так как это позволяет избежать загрязнения катализатора. Тем не менее, когда кислоты или основания применяют в отсутствие буфера и начальное pH соответствует значениям, при которых носитель не взаимодействует-с ними, полностью устранить возможность агрессивного воздействия на носитель все же трудно, так как концентрация кислоты или основания может возрастать в процессе сушки. Даже если в раствор, применяемый для пропитки или обмена, не добавляют кислот или основ.аний, способность носителя взаимодействовать с ними может оказаться важной. Например, обладающий основными свойствами носитель увеличивает степень гидролиза растворенного вещества, если гидролиз сопровождается образованием кислоты. [c.185]

Реакция протекает в газообразном состоянии при температуре 600° С, давлениях около 600 мм и очень коротком времени контакта при пропускании паров пиперилена (объемная скорость 0,3— 0,6 л/л-ч) над катализатором окись алюминия и двуокись кремния. Эффективным катализатором считается смесь 80% окиси алюминия, 18% коллоидной двуокиси кремния и 2% гидросиликатов кальция. [c.513]

Кизельгур — это природная двуокись кремния (с 70—90, но чаще с 80—90% ЗЮг), которая пока еще широко используется в качестве носителя металлических катализаторов. Большинство разновидностей представляют собой порошки, но имеются и гранулированные сорта. По величине удельной поверхности и среднему диаметру пор все разновидности относят к двум категориям необработанный кизельгур—15—40 м /г, 0,2—0,7 мкм и прокаленный кизельгур — 2—6 м7г, 2—5 мкм (большей поверхности соответствует меньший размер пор). Природный кизельгур содержит также некоторое количество пор среднего диаметра (<10 нм), которые при прокаливании исчезают. Ценность кизельгура как носителя объясняется тем, что он обладает достаточной термической и химической стабильностью, которая сочетается с умеренной удельной поверхностью и относительно крупными порами, облегчающими транспорт реактантов. Характеристики имеющихся разновидностей кизельгура можно найти в статье [33]. [c.53]

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]

Часто поверх слоя катализатора кладут удерживающую решетку или слой тяжелого инертного материала, чтобы предотвратить перемещение таблеток под действием высоких скоростей газа. Слой инертных керамических колец может оказаться полезным для защиты от проникновения на катализатор некоторых загрязнений, находящихся в газовом потоке. В случае вторичных риформеров инертный материал не должен содержать двуокись кремния во избежание ее отложения в следующем аппарате. [c.199]

Системы окись углерода — металл были также исследованы для обнаружения влияния материала подложки на свойства нанесенных металлических катализаторов. Эйшенс и Плискин [1] показали, что отношение концентраций линейной структуры к мостиковой намного больше, когда платина нанесена на двуокись кремния, чем в случае окиси алюминия. Окись углерода на образцах с под- [c.49]

Однако по отнощению ко многим из этих металлов носитель не является инертным. Катионы пропиточного раствора могут обмениваться с катионами поверхности носителя, например с ионами водорода, если носитель имеет достаточную бренстедовскую кислотность, или с катионами других металлов на поверхности носителя. Кроме того, при прокаливании пропитанного катализатора может протекать более сильное взаимодействие, приводящее в некоторых случаях к образованию индивидуальных химических соединений. Именно такая ситуация наблюдается при прокаливании никелевых катализаторов, нанесенных на двуокись кремния или окись алюминия. [c.211]

Плискин и Эйшенс [65] наблюдали полосы хемосорбированного водорода и дейтерия на платиновом катализаторе, нанесенном на окись алюминия и двуокись кремния. Полоса при 2110 сж приписана слабо связанной форме водорода, так как ее интенсивность может легко изменяться под влиянием температуры и давления, а полоса при 2058 слг — сильно адсорбированной форме водорода. Дейтерий давал полосы при 1515 слг и 1479 сл соответственно. Эти отнесения были основаны на спектрах гидридных комплексов платины в растворе и на величине 2083 см для гипотетического димера Р1—Н, предсказанного по графику зависимости корня квадратного силовой постоянной от потенциала ионизации металла для известных гидридов металлов. [c.46]

Хемосорбция окиси углерода на катализаторах, главным образом металлах, нанесенных на двуокись кремния или окись алюминия, была широко изучена. [c.47]

Окислы-изоляторы используются в виде пористых частиц или гелей, а с точки зрения каталитической активности важно пользоваться смесями окислов [4П. Так, окиси магния и алюминия, а также двуокись кремния порознь неактивны, а смеси окиси магния или алюминия с двуокисью кремния активны, как и природные глины. По-видимому, активные катализаторы содержат образуемую ковалентно связанными атомами сетку типа [c.195]

Двуокись кремния (также в сложных катализаторах) карбид кремния, четыреххлористый кремний, силаны, силоксаны, силиламины [c.474]

Прокопчик [42] изучал действие многих добавок на активность катализаторов. Гидроокись железа теряет свои каталитические свойства в присутствии избытка твердой (нера-створенной) гидроокиси кальция в растворе. Интенсивное ингибирующее действие оказывает двуокись кремния. Действие катализаторов подавляется также присутствием солей хрома, мышьяка, свинца. [c.13]

Двуокись кремния (различные модификации), также в сложных катализаторах карбид кремния четыреххлористый кремний, силикаты [c.311]

Реактор представляет собой цилиндрическую вертикально расположенную обечайку из малоуглеродистой котельной стали. Верхняя конусная часть корпуса служит основанием приваренного к нему цилиндрического корпуса смесительной камеры, или котла-утилизатора (рис. 1У-25, в). Нижняя часть корпуса заканчивается сферической крышкой. Внутри реактора выложена цилиндрическая шахта из высокоглиноземистых огнеупорных блоков, ограниченная снизу колосниковой решеткой из жаропрочной стали (рис. 1У-25, а, в) или дниш,ем (рис. 1У-25, б). Сверху шахта заканчивается усеченным конусом с углом при основании 45°, на который опирается футеровка смесительной камеры или котла-утилизатора (рис. 1У-25, в). Материал шахты, особенно ее верхняя часть или выносная топка (рис. 1У-25, в), должен содержать не более 0,5% кремния. Двуокись кремния при давлении около 30 ат и высокой температуре растворяется в водяном паре и оседает затем на теплообменных поверхностях котлрв-утилизаторов и на катализаторе конверсии окиси углерода, что резко ухудшает теплопередачу и приводит к дезактивации катализатора. [c.177]

Каталитическая активность окислов металлов VI группы нромотируется добавкой щелочных металлов [24]. Промотированные окислы хрома, молибдена,, вольфрама или урана могут применяться в качестве катализаторов и без носи-. телей, но нанесение их на соответствующие носители с большой удельной по--верхностью значительно увеличивает скорость реакции. К таким носителям относятся окиси алюминия, титана, циркония, двуокись кремния, их смеси и природные глины. В качестве промоторов можно применять гидриды щелочных металлов [25], щелочно-земельные металлы [26], гидриды щелочно-земельных металлов [301, борогидриды металлов [29], алюмогидриды металлов [31], карбиды кальция, стронция или бария [89]. Промотирующее влияние щелоч-. ных металлов усиливается добавкой небольшого количества галоидоводорода или алкилгалогенида [62]. [c.287]

В отличие от опыта 1, на катализаторах, содержащих смесь силиката никеля и двуокиси кремния (опыты 2 и 3), достигнуто практически равновесное превращение метана, что свидетельствует о высокой активности катализатора. Такое сильное каталитическое действие может оказывать только свободный никель, присутствие которого объяснимо реакцией протекания термического распада силиката никеля в условиях конверсии метана. Для подтверждения этой интерпретации наших данных был проведен рентгенофазовый анализ образцов силиката никеля и его смесей с двуокисью кремния после выгрузки их из конверторов по окончанию процесса конверсии. Расчет рентгенограмм всех образцов показал наличие в них только одной фазы металлического никеля и полное отсутствие силиката никеля. На рентгенограммах образцов линии, характеризующие SiOj, не обнаружены. По-видимому, двуокись кремния, как введенная в состав смеси, так и полученная в результате разложения силиката никеля, не образует кристаллической фазы, а находится в рентгеноаморфной форме. [c.139]

Влияние замещений в ядре на скорость депропилирования кумола с катализатором двуокись кремния — двуокись циркония — окись алюминия. [c.274]

В качестве матрицы катализаторов использовали двуокись кремния при соотношении цеолит связующие 20 80. Активность катализаторов оценивали по стандартной методике [67]. Образцы хранили в бумажных пакетах при комнатной температуре. Условия термопаровоздушной обработки / = 750°С т = 2 ч содержание водяного пара в паровоздушной смеси 25%. Условия прокалки = 500—550°С т = 4 ч. [c.45]

В общих чертах основные структурные характеристики кобальтовых или железных катализаторов, нанесенных на силикагель или окись алюминия с высокой поверхностью, по-видимому, совпадают со свойствами соответствующих никелевых образцов, хотя способность к восстановлению до металлов уменьшается в ряду Ni, Со, Fe. Ионы Fe(HI), нанесенные на двуокись кремния или окись алюминия в небольшой концентрации ( 0,1%), могут быть восстановлены водородом при 970 К только до Fe(II) [107] при такой концентрации все ионы железа, вероятно, непосредственно связаны с поверхностью носителя. При более высоком содержании железа из-за окклюзии раствора становится возможным частичное восстановление до металлического железа например, в катализаторе, полученном пропиткой микросфсрической двуокиси кремния водным раствором нитрата железа(П) и содержавшем 10% Fe, после сушки при 380 К и восстановления водородом при 820 К часть (но только часть) Fe восстанавливается до металлического железа [69]. В некоторых случаях восстановление железа (П) облегчается, если при пропитке добавляют платинохлористоводородную кислоту [107]. Хотя мёссбауэровские спектры показывают, что конечный продукт состоит из биметаллических частиц железа и платины, разумно предположить, что сначала платинохлористоводородная кислота восстанавливается с образованием очень небольших кластеров платины, которые, легко хемосорбируя водород в диссоциированной форме, могут передавать атомы водорода путем поверхностной диффузии для восстановления соседних ионов железа (И). Однако этот метод неэффективен при восстановлении железа (II) из Ее -формы цеолита Y [108]. [c.222]

Окись алюминия и двуокись кремния, которые получаются при разложении калийных комплексов, реагируют с окисью магния и кальция, образуя шпинели и такие соединения, как монтеселит a0 Mg0 S 02. Окись магния добавляется в катализатор именно с этой целью, а также вследствие ее тугоплавкости. Всегда, даже в свежем катализаторе, окись магния находится в связанном виде, и поэтому гидратация ее паром высокого давления не создает трудностей.. [c.101]

Двуокись кремния и другие кислотные компоненты обычно присутствуют в виде примесей в магнетите. Их действие заключается в нейтрализации KjO и других основных компонентов, таких как СаО, которые уменьшают каталитическую активность. Однако двуокись кремния, подобно AI2O3, оказывает стабилизирующее действие, поэтому катализаторы с высоким содержанием двуокиси кремния более устойчивы к спеканию и отравлению парами воды. [c.162]

Рудаков, Шестаева и Иванова [149] изучали влияние структуры поверхности твердого катализатора на направление реакции. Было установлено, что серная и фосфорная кислоты, изомеризующие пииен почти исключительно в моноциклические терпены, после ианесения иа поверхность некоторых каталитически неактивных носителей начинают изомеризовать его и в камфен. При этом было показано, что соотношение между образующимися при реакции моноциклическими терпенами и суммой камфена и фенхенов зависит не от природы кислот, нанесенных на поверхность носителя, а от специфических свойств самого носителя. Например, выход камфена при каталитической изомеризации пинена под влиянием сериой, фосфорной кислот и алюмосиликата, нанесенных на поверхность каталитически неактивной двуокиси кремния, совершенно одинаков. Однако выход камфена возрастает после нанесения серной и фосфорной кислот на двуокись титана и падает после нанесения фосфорной кииюты иа древесный уголь (табл. 17). Это показывает, что образование тех или иных продуктов реакции определяется ие только способностью твердого катализатора отщеплять протон, но и структурой его поверхности. [c.56]

Коллоидную двуокись кремния используют в катализаторах в качестве носителя, компонента и связующего. Отдельные частицы имеют сферическую форму, и внутренняя поверхность у них отсутствует. Внешняя поверхность покрыта группами SiOH и этот коллоид обычно стабилизируют NaOH (доводя pH до 9) или NHg [c.357]

Все образцы катализаторов, нанесенных на ЗЮд обеих приготовлений, были испытаны на каталитическую активность в процессе конверсии метана при температуре 900° С. Результаты исследований приведены в табл. 1. Из данных таблицы видно, что на никелевом катализаторе, нанесенном на двуокись кремния, как предварительно прокаленную, так и непрокаленную, практически достигается равновесное превращение метана. Размер катализатора, полученного [c.136]

Поверхностные силанольные группы двуокиси кремния имеют слабо кислый характер, но льюисовская кислотность не обнаруживается (если образец чистый). Однако даже небольшое содержание примесей может изменять эти свойства например, льюисовские центры находят на пористом стекле викор [30], что может быть связано с присутствием примеси алюминия. Хотя высокая удельная поверхность силикагеля делает его ценным носителем, сам силикагель как катализатор весьма инертен. Он слабо активен в разложении спиртов [31], возможно из-за примеси ионов А1 +, и в большинстве случаев его значение как катализатора несущественно. Тем не менее гамма-облучение или радиоактивное облучение в ядерном реакторе придает ему некоторую каталитическую активность. Возникающие при облучении типы центров и их реакционную способность обсудил Тейлор [32]. В данном случае можно только отметить, что Р-центры, представляющие собой, вероятно, положительные дырки, захваченные анионными вакансиями, соседними с ионами А1 + (присутствующими как примесь), по-видимому, ответственны за хемосорбцию водорода и катализ обмена Нг — Ог. Если двуокись кремния хорошо обезгажена, облучение создает также кислотные центры, катализирующие реакции изомеризации двойной связи и полимеризацию олефинов. [c.53]

Обширные исследования по хемосорбции углеводородов были осуществлены Эйншенсом и Плискиным [1]. В серии исследований, проведенных с олефинами и парафинами, хемосорбированными на никеле, нанесенном на двуокись кремния, они смогли показать, что в зависимости от предварительной обработки катализатора протекает ассоциативная и диссоциативная адсорбция. Ассоциативная [c.52]

В одной из специфических методик стабилизатор (и обычно химический промотор) добавляют к расплавленному окислу. В данном случае исходный окисел—магнетит Рез04, стабилизатором служит окись алюминия, окись магния или двуокись кремния, а химическим промотором — окись калия (образующаяся при добавлении карбоната калия). После измельчения до желаемой степени катализатор восстанавливают водородом до металлического железа. Это классический железный катализатор [c.231]

Рассмотрим прежде всего железные катализаторы, полученные методом сплавления. Распределение в них стабилизаторов определяется химической природой последних. Окислы алюминия, магния и титана до некоторой степени растворяются в магнетите. То же самое можно сказать и о СаО, Ь1гО и Na20, однако К2О и ВаО в магнетите нерастворимы (эти окислы щелочных и щелочноземельных металлов относятся к химическим промоторам) [151]. Если содержание окислов алюминия и магния превыщает 1 мол.%, они растворяются, по-видимому, уже не полностью [152] и часть окислов, как показывают данные электронно-зондового микроанализа [153], образует отдельную фазу. Двуокись кремния (и двуокись циркония ), вероятно, нерастворима в магнетите введенная как стабилизатор, двуокись кремния обнаружена в слое, разделяющем зерна магнетита. Двуокись кремния препятствует растворению в магнетите более основных окислов (образует с ними соединения), и поэтому ее присутствие затрудняет равномерное распределение химических промоторов щелочных или щелочноземельных металлов [151]. [c.233]

Для родий-серебряных катализаторов, нанесенных на двуокись кремния (5% металла на силикагеле дэвисон 62, полученных пропиткой [213]), исходя из диаграммы состояния, можно ожидать, что металлы будут обнаруживать очень небольшую взаимную растворимость. Действительно, катализаторы состоят, по-види.мому, из дискретных кристаллитов двух фаз, обогащенных родием или серебром и распределенных на носителе. Как можно было полагать, основываясь на известных свойствах индивидуальных металлов, средний диаметр частиц, обогащенных родием (5,0—7,0 нм), значительно меньше, чем средний диаметр частиц, обогащенных серебром (40—70 нм). На поверхности каждой частицы родия находится слой серебра толщиной, по-видимому, до нескольких десятых нанохметра. [c.243]

Удельную поверхность дисперсных рутениевых [78] и осмиевых [80] катализаторов (нанесенных на двуокись кремния) определяли из изотерм алсорбпш водорода, по существу, при тех же условиях, что и в случае родия и иридия. [c.326]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология