Проблема оптимального катализатор

О КИНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРАХ В ПРОБЛЕМЕ ОПТИМАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА [c.107]

Глава XII ПРОБЛЕМА ОПТИМАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА [c.461]

Проблема оптимального катализатора имеет, очевидно, кинетическое содержание, т. е. сводится к определению того, какой катализатор при осуществлении процесса в оптимальных для данной реакции условиях, позволит достигнуть максимальной скорости реакции (в расчете на единицу поверхности катализатора). [c.461]

Кинетические факторы в проблеме оптимального катализатора [c.469]

Недавно было показано, что термодинамический метод может быть использован (в рамках указанных выше ограничений) не только для решения проблемы оптимального катализатора данной окислительной реакции, но и для оценки относительной реакционной способности различных веществ на данном катализаторе, например углеводородов различного строения при их полном окислении на данном окисном контакте [16]. [c.27]

ПРОБЛЕМА ОПТИМАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА [c.365]

Подбор оптимального катализатора. Несмотря на значительные усилия, предпринимаемые в области развития научных основ предвидения каталитического действия, до сих пор проблема создания эффективных методов подбора оптимального катализатора остается открытой. Основными требованиями, предъявляемыми к катализаторам, являются активность, селективность, стабильность, а также способность к регенерации, механическая прочность и прочность сцепления. Условия для достижения высоких показателей по тем или иным свойствам катализатора часто противоречивы. Поэтому проблема подбора оптимального катализатора, как правило, нетривиальна, трудно поддается логике однозначных решений и требует применения развитой стратегии принятия компромиссных решений. Здесь многое зависит от опыта, интуиции, квалификации исследователя, индивидуального и коллективного мнения специалистов-экспертов. Как правило, получаемая от экспертов информация имеет некоторую неопределенность, и окончательное решение несет на себе ее отпечаток. Отсюда применяемые для решения этой проблемы методы логического вывода должны носить характер неточного, или приближенного, вывода, обеспечивающего достижение наиболее достоверного ответа. [c.14]

Основными требованиями, предъявляемыми к катализаторам, являются активность, селективность, стабильность, способность к регенерации, механическая прочность, прочность сцепления и др. Условия достижения высоких показателей по тем или иным свойствам катализатора часто противоречивы. Поэтому проблема подбора оптимального катализатора, как правило, нетривиальна, трудно поддается логике однозначных решений и требует применения разветвленной стратегии принятия компромиссных решений. [c.56]

Фундаментом прогнозирования активности, селективности и других специфических свойств катализатора должна стать детальная микроскопическая теория гетерогенного катализа, опирающаяся на современные представления квантовой химии и теории твердого тела. Описывая элементарные акты реакций и превращений вещества на поверхности реального катализатора, такая теория в принципе дает возможность не только в полной мере понять механизм, кинетику и термодинамику катализа, но и предсказать каталитическую способность того или иного металла, полупроводника, диэлектрика в конкретной химической реакции. Однако незавершенность теорий катализа не позволяет однозначно предсказывать оптимальный состав промышленных катализаторов и другие их характеристики для действующих и проектируемых производств. До сих пор решение проблемы подбора катализаторов опирается в значительной мере на эмпирические подходы, сопряженные с большими затратами рутинных форм труда. Так, в поисках первого катализатора для синтеза аммиака было исследовано около 20 тыс. различных веществ [1, 2]. В 1973 г. число известных органических соединений оценивалось в 6 млн. Ежегодно только в нашей стране синтезируется более 40 тыс. новых химических соединений. Таким образом, разработка научно обоснованных целенаправленных стратегий поиска катализаторов представляет актуальную проблему современного катализа. Актуальность проблемы подтверждается еще и тем, что коло 90% промышленных химических и нефтехимических производств ведется с применением катализаторов. [c.56]

Таким образом, только структурное соответствие задает строение мультиплетного комплекса, определяя тем самым направление реакции и оптимальные энергии связей (энергетическое соответствие), При которых скорость рассматриваемой реакции будет максимальна. Не случайно поэтому мультиплетная теория катализа занимает ведущее положение среди остальных теорий катализа. Мультиплетная теория — это первая теория, в которой намечены пути количественного решения проблемы подбора катализаторов. [c.209]

Здесь отчетливо проявляется недостаточность идеи о преобладающей роли химического фактора в механизме гетерогенного катализа, сформулированной Г. К. Боресковым [6]. На ограниченность чисто химического подхода к проблеме подбора оптимального катализатора указывает хотя бы тот факт, что не вся его поверхность обладает одинаковой активностью. [c.48]

Время контакта. Проблема оптимального времени контакта связана с количеством применяемого катализатора и с обеспечением оптимальной избирательности (селективности) процесса. Вопрос определения количества катализатора будет рассмотрен отдельно в разделе, посвященном расчету реакторов. Условие избирательности процесса может быть выражено неравенством [c.111]

Проблема создания топливных элементов, т. е. устройств для непрерывного прямого преобразования химической энергии различных видов топлива в энергию электрическую, неразрывно связана с решением многочисленных теоретических вопросов, в частности, вопросов кинетики и механизма ряда электрохимических процессов, подбора оптимальных катализаторов для этих процессов, механизма работы пористых электродов. Многочисленные публикации (статьи, обзоры, монографии), появившиеся в последние годы, свидетельствуют о все увеличивающемся размахе теоретических исследований в этой области. Не будет преувеличением сказать, что создание топливных элементов не только является следствием больших успехов, которые достигнуты электрохимией за последнее время, но и во многом стимулировало и стимулирует дальнейшее ускоренное развитие ряда разделов электрохимии, а также других смежных отраслей науки. [c.3]

В этой работе обсуждается проблема целенаправленного подбора оптимальных катализаторов для гидрирования непредельных органических соединений с различными типами связей. [c.101]

Проблема производства алюмосиликатных катализаторов с высоким индексом активности возникла в связи с разработкой отечественного процесса каталитического крекинга с циркулирующим порошкообразным катализатором. Катализатор — один из решающих факторов, определяющих выходы бензиновых фракций и их состав, а следовательно, и моторные свойства. Основные требования, предъявляемые к катализаторам для промышленных процессов каталитического крекинга, сводятся к следующему. Катализатор должен обладать достаточно высокой каталитической активностью, обеспечивающей оптимальный выход бензинового дистиллята за однократное крекирование сырья при минимальных выходах газа и кокса. У него должна быть механическая прочность, гарантирующая минимальные потери его вследствие истирания за счет пневмотранспорта и других механических факторов. Катализатор должен быть термоустойчив и сохранять свою каталитическую активность и механическую прочность при воздействии температур порядка 500—600 °С в процессе регенерации. [c.208]

Возникает проблема выработки такой стратегии принятия решений, которая обеспечивала бы оптимальный прогноз катализатора в условиях существования указанных альтернативных ситуаций. Пример реализации такой стратегии, состоящей в по-стадийном решении задачи, приведен на схеме (рис. 2.1). Согласно этой схеме, использование ЭВМ необязательно на всех этапах прогнозирования катализаторов. Расчеты выполняются по мере необходимости лишь на отдельных этапах, что определяется конкретной ситуацией сложностью испытуемых катализаторов, требуемой степенью точности предсказания и т. п. [c.62]

Значительные резервы повышения производительности катализатора заключены в оптимальном выборе пористой структуры, размера н формы зерен катализатора. Как подбор катализатора, так и оптимизация его пористой структуры и размера зерен представляют важнейшие начальные этапы при решении глобальной проблемы разработки промышленного каталитического процесса. Оптимальность промышленного реактора обычно определяется экономическим критерием, в который наряду с многими факторами, влияющими на рентабельность процесса (например, производительность реактора по целевому продукту, селективность процесса, себестоимость одного или нескольких целевых продуктов, эксплуатационные затраты и т. п.), входят также параметры, характеризующие пористую структуру катализатора, размер и форму зерна. На эти переменные могут быть наложены ограничения, определяемые условиями эксплуатации и технологией приготовления катализаторов. Оптимальный выбор способа приготовления катализатора, при реализации которого формируется заданная микроструктура катализатора, составляет одну из основных стадий всей процедуры принятия решений при разработке промышленного контактно-каталитического процесса. [c.119]

Состояние проблемы управления температурным режимом в аппаратах с неподвижным слоем катализатора. Оптимальным режимом синтеза метанола является изотермический процесс [1987]. Степень приближения реального температурного режима к изотермическому зависит от конструкции насадки колонны. [c.326]

Определение оптимального химического состава катализатора, как указывалось, относится к проблеме его Подбора. Теория же приготовления катализаторов рассматривает способы наиболе полной реализации потенциальных возможностей в отношении активности и селективности для катализатора данного состава. [c.193]

Все эти возможности являются непосредственным следствием обратной связи, создаваемой материальными потоками, но теория рециркуляции рассматривает их совместно с другими параметрами, влияющими на ход реакции,— температурой, катализатором и др. Проблема повышения оптимальности процессов имеет следующие три основных аспекта. [c.10]

Оптимальный размер и целесообразная форма гранул катализатора конверсии углеводородов. Общий подход к решению проблемы подбора оптимальных размеров и формы гранул катализаторов разработан М. Г. Слинько. Применительно к катализаторам конверсии углеводородов этот вопрос ранее не рассматривался. Нами разработана методика расчета оптимального размера гранул катализатора, учитывающая специфику катализаторов данного типа. В основу этой методики положен соответствующий расчет для модельного реактора, что придает ей более общий характер. Другой особенностью методики является принятое условие, согласно которому уменьшение степени использования внутренней поверхности катализатора при уменьшении его гранул компенсируется ростом не только длины реактора, а одновременно двух его габаритных размеров (при сохранении неизменным нормального соотношения продольного размера к поперечному). Общие затраты на модельную установку, складывающиеся из затрат на реактор, катализатор и компрессор, рассчитываются с помощью полученного нами выражения [c.93]

Поскольку оптимальные характеристики зависят как от термодинамических, так и кинетических факторов, определяющих характер и закономерности протекания реакции, проблема оптимального катализатора может рассматриваться в кинетическом аспекте. Такая постановка вопроса фактически содержится уже в рассмотрении энергетической стороны мультиплетной теории А. А. Баландина Ц, 2]. Этот вопрос обсуждался также [c.107]

Здесь будет проведено несколько более общее рассмотрение кинети-ческо стороны проблемы оптимального катализатора, а также обсуждены некоторые следствия в применении к разным реакциям. Такое рассмотрение относится к иросте 1Шим случаям и носит приближенный характер, однако без него вряд ли можно было бы подойти к обсуждению более сложных систем. [c.107]

Окислительно — восстановительные реакции. Из двух перечисленных выше типов реакций в гетерогенном катализе наиболее изучены окислительно — восстановительные. Они широко использовались как модельные реакции при разработке многих частных теорий катализа (промежуточных химических соединений Сабатье и В.Н. Ипатьева, мультиплетной теории A.A. Баландина, активных ансамблей Н.И. Кобозева, неоднородной поверхности Р.З. Рогин — ского, химической концепции катализа Г.К. Борескова и др.) и в особе нности при решении центральной проблемы в гетерогенном ката изе — проблемы предвидения каталитического действия. Успешное ее решение позволит создать научную основу подбора оптимальных катализаторов и разработать единую теорию катализа, обла/,,ающую главным достоинством — способностью предсказывать, а не только удовлетворительно объяснять наблюдаемые от — делььые факты. [c.159]

Проблема подбора оптимального катализатора тесно связана с выбором оптимального способа его промышленного получения. Как и любое другое вещество, каждый катализатор обычно можно получить несколькими способами. Выбор последних всегда ведет к прииятию компромиссного решения. Приготовление катализаторов часто считают искусством, и рецепт приготовления катализатора должен подробно описывать все операции, чтобы процедура приготовления катализатора с требуемыми свойствами была воспроизводима. Однако очень часто влияние проводимых операций на окончательные свойства катализатора остается неясным, и достижение удовлетворительного компромиссного решения требует комплексного использования точных фундаментальных законов, приемов нечеткого логического вывода, эвристического программирования, привлечения ЭС, автоматизированных комплексов искусственного интеллекта. [c.14]

Решение проблемы создания катализаторов с заданными оптимальными свойствами невозможно без наличия прежде всего полной минералогической и физико-химической характеристик глины, используемой в качестве носителя активного компонента. Поэтому был произведен минералогический анализ образца чапан-атинской глины в комплексе методов минералогического анализа наряду с химическим, термографическим и электронно-микроскопическим исследованиями был применен рентгенофазовый анализ как основной метод характеристики минерального сырья. [c.154]

В.Н. Ипатьева, мультиплетной теории A.A. Баландина, активных ансамблей Н.И. Кобозева, неоднородной поверхности Р.З. Рогинского, химической концепции катализа Г.К. Борескова и др.) и в особенности при решении центральной проблемы в гетерогенном катализе -проблемы предвидения каталитического действия. Успешное ее решение позволит создать научную основу подбора оптимальных катализаторов и разработать единую теорию катализа, обладающую главным достоинством - способностью предсказывать, а не только удовлетворительно объяснять наблюдаемые отдельные факты. [c.507]

Одним из недостатков приведенных корреляционных уравнений является то, что они пе учитывают возможности появления экстремальных зависимостей, связанных с проблемой селективности в сложных органических реакциях и рядом других причин, В значительной степени от этого свободна закономерность, вытекающая из упомянутого в гл. I принципа энергетического соответствия Баландина. Принцип энергетического соответствия базируется на положении, что скорость гетерогенной каталитической реакции лимитируется скоростью образования или разложения промежуточного адсорбционного комплекса. Для оптимального катализатора константы скоростей обеих этих процессов должны быть равны. Тогда, применяя принцип ЛССЭ [c.146]

Время контакта. Проблема оптимального времени контакта связана с количеством применяемого катализатора и с обеспечением оптимальной избирательности (селективности) процесса. Вопрос определения количества катализатора будет рассмотрен отдельно в разделе, посвященном расчету реакторов. Условие избирательности процесса может быть выражено неравенством Шоси > о поб, где Шосн и Шпоб СКОрОСТИ ОСНОВНОГО и побочного процессов. [c.74]

Представления о гетерогенном катализе с участием астехиометрического компонента придают проблеме предвидения каталитического действия новый аспект. Подбором эффективного астехиометрического компонента в дополнение к оптимальному катализатору можно получить мощный рычаг для изменения скорости и направленности химического процесса, по-видимому, для любой гетерогенно-каталитической реакции. Разработка научных основ такого подбора является новой проблемой теории катализа. [c.305]

Рассмотренные выше положения следует сопоставить с разделом предыдущей главы, относящимся к оптимальной температурной последовательности, В такой реакции, как реакция синтеза аммиака, оптимальной температурной последовательностью является понижение температуры вдоль слоя катализатора. Очевидно, такой последовательности нельзя добиться в проти-воточной системе, описанной выше. Лучшее, на что можно рассчитывать, применяя такую систему, это приближение к оптимальной температурной последовательности в области, находящейся справа от максимума на рис, 42. Подобный случай был рассмотрен Эннейблом [17], Другое возможное решение этой проблемы состоит в коренном изменении принципа действия реактора, как это, например, описано в 5.3 (введение холодного газа). [c.166]

Важной проблемой является обеспечение оптимальной пористой структуры i aтaлизaтopa. Катализатор высокотемпературной конверсии с тонкопористой структурой и большой удельной поверхностью не является оптимальным. Во-первых, мелкопористая структура не обладает достаточной стабильностью при высоких температурах. Во-вторых, при малых размерах пор имеет место Кнудсеновская диффузия, которая лимитируется размером пор. При относительно низких давлениях (0,1-0,5 МПа) положительный эффект дает создание бидисперсной структуры /ЙО/ катализатора. Радиусы пор должны быть такими, чтобы в них имела место объемная диффузия. При высоких давлениях (выше 2,5 МПа) это условие почти всегда выполняется, а радиус пор выбирается обыч-,но по условиям термостабильности. При 900°С такому условию удовлетворяют поры размером 1000 X /20/. [c.34]

Исходным сырьем для их производства является графит. Как оказалось, выхода алмазов при их синтезе при больших давлениях и температуре, а также качество в значительной мере зависят от того, какое графитовое сырье было использовано. В течение ряда лет научный коллектив под руководством Шипкова совместно с коллективом академика Верещагина занимались этой проблемой, в результате были созданы специальные марки исходного графитового сырья с добавками в иих необходимых для оптимального синтеза примесей-катализаторов. Такое графитовое сырье для синтеза 1ишазои стал изготовлять МЭЗ для всех предприятий, производящих искусственные алмазы. [c.231]

Одним из важнейших достижений современной теории катализа на пути решения проблемы механизма активирующего действия катализатора является представление о том, что с максимальной скоростью каталитическая реакция осуществляется при строго определенных оптимальных величинах энергий связи реагирующих атомов с атомами активного центра катализатора. Это положение, впервые сформулированное А. А. Баландиным в мультиплетной теории катализа как энергетическое соответствие, получило в дальнейшем и теоретическое, и экспериментальное подтверждение. В настоящее время оптимальные энергии связей, усредненные для всей активной поверхности, уже недостаточны для расчетов и их необходимо привести в соответствие с реакционноспособностью реагирующих веществ. [c.209]

Комплексное изучение как процесса одновременного 1юлучепня волокнистого углеродного вещества и водорода, так и получения олефинсодержащего газа с последующей утилизацией образующегося на катализаторе углеродного вещества, направленное на уста1ювление общих закономерностей процесса, поиск оптимальных условий их проведения, а также разработка технологии, основанной на использовании педефицитного углеводородного сырья, являются актуальной и практически важной проблемой. [c.3]

Способ приготовления мелкосферического катализатора для процесса конверсии метана в кипяи ем слое. Разработка способа приготовления механически прочного катализатора конверсии метана в кипящем слое является важной составной частью проблемы создания технологии этого нового перспективного процесса. Известные способы производства катализаторов для процессов в кипящем слое малопригодны для получения гранул мелкосферического катализатора промежуточного размера (0,7—1,5 мм), оптимального по ряду показателей для процесса паровой конверсии природного газа под давлением. При разработке катализатора для этого процесса мы использовали проверенные приемы создания высокотемпературных катализаторов конверсии метана в стационарном слое. Предложенный катализатор представлял собой нйкель (10%), промотированный окисью алюминия и нанесенный на прокаленный при температуре 1200—1400° С носитель, полученный на основе порошкообразного глинозема со спекающими (упрочняющими) добавками окислами кальция и магния (до 4%). [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология