Катализатор влияние активности на процесс

Значительно многообразнее причины снижения активности твердых катализаторов. Под влиянием условий процесса твердые катализаторы претерпевают как физические, так и химические изменения. Физическим изменениям подвергаются макро- и микроструктуры катализатора. При длительном воздействии температуры, при которой катализатор работает, происходит рекристаллизация металлов, приводящая к уменьшению удельной поверхности катализатора или числа активных каталитических центров на единице его поверхности. Механические и термические воздействия на катализатор приводят к постепенному разрушению его частиц. В ряде случаев для повышения устойчивости катализатора к рекристаллизации в его состав вводят небольшие добавки веществ, не обладающих собственной каталитической активностью или имеющих относительно небольшую активность, но резко уменьшающих скорость рекристаллизации активного компонента катализатора. [c.136]

В процессе Мет-х катализатор крекинга реактивируют с помощью ионообменных смол. При контакте с ионообменной смолой металлические примеси хорошо удаляются с катализатора. Влияние различных параметров очистки на активность катализатора и его коксообразующий фактор изучалось в работе [364]. Опыты проводили на алюмосиликатном катализаторе следующего химического состава (в вес. %) окись алюминия 14,2 натрий 0,31 железо 0,18 никель 0,011 ванадий 0,021. В качестве ионообменной смолы применяли пермутит, пропущенный через сито 30 меш. Из сухого загрязненного катализатора, смолы и воды приготовляли суспензию (0,5 г катализатора на 1 мл смолы) количество смягченной воды брали из расчета 0,55 г катализатора на 1 мл. воды. Ионообменную смолу обрабатывали 10%-ной серной кислотой (из расчета 544 кг на 1 м смолы) с последующей промывкой [c.225]

Активность катализатора является независимым параметром и подобно температуре, давлению и времени контакта оказывает влияние главным образом на конверсию. Поэтому активность катализатора может быть использована для регулирования в некоторой степени остальных указанных параметров. В настоящее время могут быть получены катализаторы с индексами активности от 50 до 70, причем они могут изготовляться и промышленным путем. Однако на практике применяются промышленные катализаторы с индексами активности от 22 до 32. Применение более активных катализаторов должно способствовать проведению крекинга в более мягких условиях. Но в то же время более активные катализаторы алюмосиликатного типа в жестких условиях промышленного каталитического крекинга малостабильны. Их активность быстро снижается до нормальной, а в некоторых случаях даже нин е нормальной, что зависит от состава и метода приготовления таких катализаторов. Для очень активных катализаторов характерны высокие отложения кокса при рабочих температурах. Контроль за образованием кокса и его удаление представляют собой важные проблемы при конструировании промышленных крекинг-установок, так как частая регенерация катализатора намного удорожает процесс. [c.154]

Соотношения размеров поры и молекул, участвующих в каталитическом процессе (исходных веществ и в том числе нейтральных примесей и каталитических ядов, промежуточных комплексов и продуктов реакций), определяют структурную возможность осуществления данного набора каталитических реакций в порах данного размера. Перекрывание электрических полей противоположных стенок норы или изменение строения электрического поля катализатора вследствие искривления его поверхности в микропорах может существенно повлиять на величину адсорбции и энергию активации каталитических реакций. Изменение расположения и взаимного влияния активных центров на сильно искривленной поверхности катализатора изменяет его активность, селективность и стойкость к отравлению, вызывает новые побочные реакции. При этом тонкие поры, сопоставимые с размерами молекул реагирующих веществ, инертных примесей или продуктов реакций, могут уже в самом начале процесса оказаться полностью исключенными из участия в нем в результате геометрического несоответствия размеров молекул и пор. Это происходит в результате чрезвычайно сильной адсорбции веществ, которые, прочно фиксируясь в порах катализатора, будут экранировать их, играя роль порового яда . В таких случаях целесообразно говорить об эффективной микропористости катализатора. Для пор надмолекулярных размеров возможно также интенсивное взаимодействие электронных полей молекул и стенок пор, изменяющее скорости диффузии веществ в порах [53]. [c.140]

Влияние температуры и активности катализатора на скорость процесса, проходящего в кинетической области, определяют уравнением Аррениуса [c.81]

На процесс синерезиса влияют, в первую очередь, температура и характер среды. Все этапы мокрой термической обработки катализатора определяют пористую структуру его, а, следовательно, и такие характеристики как активность, избирательность и механическую прочность. При прочих равных условиях повышение температуры от 40 до 65° С при синерезисе приводит к увеличению удельного объема пор и снижению насыпного веса катализатора. В литературе приведены данные по влиянию температуры синерезиса на различные характеристики катализатора. Влияние температуры синерезиса на активность, удельную поверхность и плотность катализатора приведены на рис. 121—123. Из рис. 121—123 можно заметить, что падение активности катализатора с ростом температуры симбатно уменьшению удельной поверхности его. Падение удельной поверхности с температурой, цо-видимому, вызвано появлением пор большего размера. Уменьшение активности с температурой синерезиса менее интенсивно, чем уменьшение удельной поверхности. Эта объясняется тем, что удельная активность широкопористых катализаторов выше тонкопористых, так как в последних сказывается внутридиффузионное торможение. Пористая структура оказывает влияние и на стабильность катализатора. Замечено, что широкопористые [c.235]

Кинетика реакции разложения метана на никелевом катализаторе. Каталитическое разложение метана на элементы является очень интересным объектом исследования кинетики гетерогеннокаталитических реакций. Своеобразие этой реакции состоит в том, что один из ее продуктов (углерод) накапливается на активной поверхности катализатора, влияя на его активность. Скорость реакции и отложения углерода связаны стехиометрическим соотношением, что облегчает изучение механизма отравления катализаторов отложившимся углеродом. Исследования кинетики разложения метана на никелевом, кобальтовом и железном катализаторах показали, что отложение углерода снижает их активность лишь на первом этапе науглероживания [53]. На втором этапе этого процесса отсутствует какое-либо влияние отложений углерода на активность катализаторов. В связи с этим было принято, что на активной (металлической) поверхности катализатора имеются активные каталитические центры, блокирующиеся и не блокирующиеся отложившимся углеродом АКЦ-1 и АКЦ-2. В этом случае число свободных (действующих) АКЦ-2 остается постоянным, а количество таких АКЦ-1 уменьшается в результате блокирования их углеродом по следующему закону [c.107]

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

В работе [105] подробно рассмотрена гидроизомеризация парафинов С22—С32, получаемых при депарафинизации рафинатов селективной очистки масляных фракций. Было установлено, что процесс сопровождается реакциями крекинга и дегидроциклизации, приводящей к образованию нафтеновых и ароматических углеводородов. Существенное влияние на скорость основных реакций оказывает гидрирующая и расщепляющая активность катализаторов. Наиболее селективно процесс протекает над алюмоплатиновым катализатором под давлением 50 ат при температуре 430—440° С и удельной [c.287]

Влияние активности катализатора на результаты процесса крекинга изучено достаточно подробно. Так падение активности приводит к уменьшению выхода бензина и газа и к увеличению выхода дизельной фракции (195—350° С). [c.32]

При гидрогенизации эфира жирной кислоты наблюдается отчетливая тенденция к преимущественному гидрированию одной из двойных связей этому способствует применение селективных никелевых катализаторов. Если активный катализатор применяется в виде суспензии в реакторе с перемешиванием, то селективной гидрогенизации благоприятствуют очень низкие концентрации водорода на поверхности катализатора, т.е. низкие давления водорода, малые скорости перемешивания и высокая температура /24/. И наоборот, неселективный процесс легче протекает при низкой температуре, высоком давлении и хорошем перемешивании. Влияние параметров процессов на ход реакции ясно видно на следующих примерах. [c.210]

С целью изучения влияния активности катализатора А на выходы бензина и кокса был проведен активный эксперимент на пилотной установке. В процессе эксперимента изменяли значения Л, 7 и V при постоянных = 8 и качестве сырья. На постоянном уровне (18 кг/ч) поддерживали также производительность установки. Каждый опыт проводили в течение одних суток. При этом из рассмотрения исключали первые 6 ч работы установки после перехода на новый режим. [c.109]

В реальных каталитических процессах эти условия чаще всего нарушаются процессами переноса (диффузии) вещества и теплоты, а также изменением размера и химического состава поверхности. Исследование вопроса о влиянии диффузии и теплопередачи на наблюдаемые количественные характеристики гетерогеннокаталитической реакции являются предметом ряда специальных монографий [7, 14, 15] здесь мы рассмотрим лишь диффузионные ограничения (или ограничения со стороны массообмена), особенно резко искажающие кинетику каталитических процессов и часто существенно влияющие на такие характеристики катализаторов, как активность и избирательность действия. [c.84]

Действие катализатора в гетерогенных процессах связано с адсорбцией реагирующих веществ на его поверхности. В этих случаях адсорбция носит ясно выраженный специфический характер, т. е. в большой степени зависит от природы катализатора и реагирующего вещества. Под влиянием силового поля катализатора электронные оболочки адсорбированных молекул деформируются, а сами молекулы становятся более активными и реакционноспособными. Для того чтобы реакция началась, потребуется меньшая энергия активации, чем для той же реакции, но без катализатора. [c.88]

Влияние параметров процесса на активность, селективность и стабильность работы катализатора [c.142]

Углерод не является каталитическим ядом [139]. Однако, отлагаясь внутри частиц катализатора, он разрушает последний и увеличивает его объем. Содержание углерода на поверхности катализатора не выше 50% не снижает активность катализатора (К. А. Королева и Д. И. Орочко). Углерод даже оказывает некоторое благоприятное влияние на процесс, обеспечивая равномерное распределение катализатора по реакционному объему и [c.566]

Опыт показывает, что скорость электродных процессов с участием органических соединений можно изменить на катализаторе одной и той же химической природы за счет изменения структуры электрода-катализатора. Влияние структурных факторов наиболее ярко проявляется при сравнении кинетических параметров процесса на различных гранях монокристалла. Значительные различия в форме волн и величин токов (до одного порядка) электроокисления НСООН и СН3ОН в ходе линейных разверток потенциала установлены для граней (100), (110) и (111) монокристалла платины. Изменение активности связывают с разной адсорбцией на разных гранях частиц типа НСО, ингибирующих реакцию электроокисления по основному маршруту. [c.295]

Желаемую пористую структуру можно достичь также регулированием как рн, так и продолжительности процесса старения гидрогеля, т. е. регулированием факторов, определяющих прочность скелета гелей [102—104]. Для проверки влияния продолжительности процесса старения и pH среды на прочность и активность полученного на его основе катализатора был приготовлен алюмосиликагель [c.147]

По данным большого числа исследователей основная роль в реакциях гидрообессеривания в алюмокобальтмолибденовом катализаторе принадлежит активному комплексу М082, промотированному активным кобальтом. В каком виде входет кобальт в активный комплекс и какова его роль в активировании и каталитическом процессе пока однозначно не выяснено. Утверждается [69], что кобальт оказывает существенное влияние на способ взаимодействия соединений молибдена с поверхностными гидроксилами оксида алюминия. В присутствии кобальта происходит реакция ОН-групп с молибденсодержащими соединениями, приводящая к появлению молибдена в специфических центрах иа поверхности оксида алюминия. [c.96]

Для того, чтобы установить, какую роль играет диффузия в. каждом отдельном случае, необходим только прямой эксперимент. Кайзер и Хельшер показали, что многие промышенные катализаторы настолько активны, что очень часто диффузия является стадией, определяющей суммарную скорость процесса. Они считают, что если величина ОрО , влияние диффузии будет весьма значительно. Так, например, они показали, что скорость диффузии определяет скорость гидрирования пропилена над палладированной окисью алюминия . Хельшер продолжил исследования в этой области. Саттерфилд, Резник и Вентворт обнаружили, что скорость диффузии определяет скорость процесса разложения перекиси водорода в пустой трубке (на стенки кото.рой был нанесен слой катализатора) вплоть до значений 0/(1=10 000, где внутренний диаметр трубки в случае заполнения трубки слоем из сферических твердых частиц влияние диффузии преобладает до 0 0/(1=200. [c.222]

Видно, что селективность особенно падает, когда фактическая степень конверсии приближается к равновесной, т. е. когда r i близка по величине к Г[. Разбавление иаром, увеличивая равновесную степень конверсии, сгюсобствует росту селективности, но влияние температуры является двояким. С одной стороны, при ее повышении тоже растет равновесная степень конверсии, но, с другой, становятся более существенны некоторые побочные реакции, н том числе закоксовывание катализатора, снижающее его активность. В результате имеется некоторый оптимум температуры дегидрирования для этилбензола 580—600°С, для более реакцион-носпособного изопропилбеизола 530—550°С. Кроме того, нри каждых степени разбавления водяным паром и температуре имеется оптимум фактической степени конверсии, определяемый экономическими соображениями. Надлежащий выбор катализатора и условий процесса позволяет получить селективность a907o- [c.480]

Установлено [104], что определяющее влияние на процесс регенерации оказывает содержание ионов Сг в исходных образцах. В каталитическом выгорании углерода наиболее активное участие принимают как раз эти ионы хрома, способные легко менять валентность между Сг и Сг и катализировать окисление углерода по стадийному механизму. С увеличением количества Сг повыщается доля ионов хрома, принимающих участие в каталитическом выгорании углерода что и ускоряет процесс регенерации. Каталитическое окисление углерода происходит при попеременном окислении-восстановлении катализатора за счет образования и восстановления высщих оксидов хрома, вероятней всего СЮ3. Добавление к Сг Оз щелочных металлов приводит к образованию хроматов этих металлов и увеличению содержания ионов Сг в образцах, что ведет к ускорению выгорания углерода. Промотирование СГ2О3 щелочными металлами увеличивает количество ионов хрома, способных легко менять валентность, и облегчает возможность восстановления катализатора при зауглероживании и окисления его при регенерации. Индукционный период регенерации при промотировании СгзОз сокращается. Возрастание концентрации щелочного металла ведет к увеличению содержания ионов Сг в катализаторе [109]. [c.47]

Снижение активности и селективности катализаторов риформинга вызвано главным образом побочными реакциями, приводящими г к образованию на их поверхности бедных водородом углеродсодер-,, жащих отложений, которые- обычно называют кйксом. Одновременно, закоксовывание катализаторов приводит к значительному сокращению продолжительности реакционного периода. Влияние отложений кокса на свойства катализаторов, применяемых в процессах превращения углеводородов, химическая природа таких отложений, механизм образования кокса и ряд других, относящихся сюда вопросов, явились предметом многих исследований [92—941. Ниже будут рассмотрены некоторые данные и зависимости, характеризующие процесс отложения кокса на бифункциональном алюмоплатиновом катализаторе в условиях риформинга. Чтобы сохранить необходимую последовательность изложения, мы обсудим в следующей главе вопрос о влиянии металлических промоторов на процесс коксообразования. [c.50]

Таким образом, он указывает на роль катализатора как активного участника процесса, вопреки взглядам В. Оствальда и других идеалистически настроенных ученых, утверждавших, что катализатор является смазкой , зрителем и не принимает участия в реакции. Н. Д. Зелинский развивает концепцию о катализе как результате деформации молекул реагентов под влиянием поверхности катализатора. В полном согласии с идеями Д. И. Менделеева он пишет ...отсюда видно, что в более сложных случаях каталитических реакций, имеющих место среди углеродистых соединений, изменение формы молекул непосредственно связано с изменением под влиянием катализатора в характере движения частиц и атомов, их составляющих . Он сопоставляет движение материи катализатора с движением атомов в молекулах реагентов и не сводит катализ только к предварительной адсорбции, но считает, что катализ неразрывно связан с адсорбцией, благодаря чему молекулы находятся в ином химическом состоянии. [c.125]

Катализаторы принимают активное участие в химических процессах, образуя промежуточные соединения или оказывая влияние на разрушение связи между атомами в молекуле. Эти процессы приводят к снижению энергии активации системы, тем самым ускоряют химический процесс. Если предположить, что для реакций в газовой фазе при одинаковых внешних условиях значения пред-экспоненциальных множителей каталитического и некаталитического процессов близки, то скорость каталитической реакции по отношению к скорости Уиск некаталитической реакции будет больше [c.30]

Более сложен механизм гетерогенного катализа. Однако бесспорно, что в этом случае существ12нную роль играет поглощение поверхностью катализатора реагирующих частиц. Процесс также протекает в несколько стадий, но здесь их больше и они иные за счет диффузии частицы исходных реагентов подводятся к катализатору и его поверхность поглощает их (активированная адсорбция). Этот процесс сопровождается сближением молекул и повышением — под влиянием силового поля поверхностных атомов катализатора — их химической активности изменяется структура электронных оболочек молекул и, как следствие, понижается активационный барьер. В результате на катализа- [c.135]

Авторы [124] рассмотрели влияние АС на процессы двухступенчатого гидрокрекинга тяжелых нефтяных дистиллятов. На первой ступенн, на которой подготавливалось и очищалось сырье для второй ступени, использован алюмо-кобальт-молибденовый катализатор процесс протекал при 425 С, объемной скорости подачн сырья 1 ч , давлениях водорода 50, 150 и 250 ат. Гидрогенизат после первой ступени представлял собой исходное сырье для второй ступени, на которой использовали бифункциональный (цеолитпый) катализатор на носителе. Характеристика исходного сырья представлена в табл. 115. Трн исходных образца содер-я али 0,06 0,01% и менее азота это позволило выявить его влияние на процессы крекинга па второй ступени. Из полученных экспериментальных данных следует, что АС значительно влияют па расщепляющую активность и стабильность работы катализатора (рис. 58). Увеличение содержания АС уменьшает выход бензина. Авторы [124] попытались нейтрализовать вредное влияние АС на процессы гидрокрекинга (рис. 59). При повышении давления от 5 до 15 МПа выход бензина увеличивается до 6о% при некотором, однако, уменьшении октанового числа. Отмеченная возможность изменения показателей процесса за счет изменения условий гидрокрекинга может дать значительный эффект лишь на относительно короткий период и не задерживает уменьшения активности катализатора при продолжительных процессах. При переработке о,1рья с 0,06% N активность катализатора заметно снижается даже при 15 МПа. [c.172]

На основании сказанного, при проектировании подобных реакторов необходимо разумно выбирать фактор KyF)l V pg p) и руководствоваться также рассмотренным ранее влиянием диаметра труб реактора. Поэтому при слишком большой поверхности часть холодного питания байпасируется (Я < 1) и вводится непосредственно в слой катализатора. Поскольку поверхность теплообмена загрязняется или поверхность катализатора становится в процессе реакции менее активной, то Я постепенно увеличивают для поддержания степени превраш,ения на постоянном уровне. [c.364]

Азот или аммиак, образующиеся из азотистых соединений, воздеххствуют на активные центры платины в катализаторе, снижая таким образом изо-меризующую и гидрокрекирующую активность и почти не оказывая влияния на дегидрирующую активность. Сера полностью подавляет дегидрирующую активность таких катализаторов. Мышьяк, содержащийся в некоторых видах сырья, необратимо отравляет платиновые катализаторы. Установлено, что кобальтмолибденовые катализаторы позволяют проводить процесс гидроочистки сырья с высокой полнотой удаления указанных отравляющих примесей. Труднее всего удаляется азот необходимость его удаления и определяет требуемую жесткость условий гидроочистки [5 ]. При этих условиях обычно достигается вполне достаточная полнота обессеривания фактически максимальная активность катализатора устанавливается лишь после перевода его в сульфидную форму. Удаление таких микропримесей, как мышьяк, свинец, медь и кремний, очевидно, основывается на адсорбционных явлениях. При обычно применяемых условиях гидроочистки легко осуществляется и сравнительно полное удаление кислорода. [c.189]

Подобно цеолитам, содержащим катионы непереходных элементов, соединения щелочных, щелочноземельных и редкоземельных металлов, г.е. катализаторы киспотноюсновного типа, также проявляют активность не только в реакциях гидрирования—дегидрирования, но и в реакциях с участием кислорода в окислении и окислительном дегидрировании углеводородов. В этой связи следует отметить, что в случае катализаторов, содержащих соединения переходных металлов, их ки-слотноюсновные свойства также оказывают существенное влияние на поведение катализаторов в окислительных реакциях [357]. Такой взгляд на роль кислотно-основных свойств катализаторов в этих процессах последовательно развивался в работах Ли [358-364]. Было показано, что активность и селективность катализатора в окислительных реакциях зависят от соотношения кислотно-основных свойств исходных веществ, продуктов реакции и поверхности катализатора. Эти вопросы подробно обсуждаются в обзоре [365]. [c.126]

Вышеназванные катализаторы илн активаторы хлорирования не все одинаковы по своему значению и влиянию на процесс. При их выборе и применении нужно принимать во внимание их свойства в отношении реакционной смеси так, самым удобным для применения был бы такой катализатор, который растворяется в хлорируемом веществе или образует с ним однородную смесь, — этим вероятно и обусловливается большая активность иода. Далее, нужно считаться с индизидуальными качествами каждого отдельного ка- [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология