Катализаторы как пористые

Формирование пористой структуры катализатора. Пористая структура катализатора влияет как на скорость, так и на избирательность процесса. Формирование ее является важнейшим этапом в приготовлении катализатора. Гель алюмосиликата уплотняется, выделяя жидкость, объем его уменьшается. Этот процесс называют синерезисом катализатора. На пористую структуру катализатора влияют практически все этапы его приготовления, включая сушку и прокалку. Однако решающее влияние на характер пористости катализатора, безусловно, принадлежит процессу синерезиса. [c.235]

Реактор заполнен катализатором пористость слоя 0,36 [c.452]

Присоединение иодистого водорода к этилену, температура 100° для присоединения хлористого, водорода нужна более высокая температура Без катализатора пористые вещества 331 [c.391]

Диффузия в пористых катализаторах. Перепое компонентов реакционной смеси внутри гранулы катализатора осуществляется главным образом посредством диффузии. Интенсивность диффузии внутри гранулы зависит от фазового состояния и состава реакционной смеси, физических свойств компонентов, составляющих реакционную смесь, строения пористой структуры катализатора, температуры и давления каталитического процесса. При изучении диффузии внутри пористого катализатора прежде всего необ.хо-димо учитывать влияние строения пористой структуры на интенсивность диффузии. Пористость катализатора, размер пор, их извилистость, форма и взаимное расположение — основные свойства пористой структуры, оказывающие влияние на интенсивность диффузии компонентов реакционной смеси внутри гранулы катализатора. Пористость катализатора, равная объему свободного пространства в единице объема пористой массы, определяет долю сечения гранулы катализатора, доступную для диффузии. Извилистость пор характеризует увеличение среднего пути диффузии, относительно длины в направлении, перпендикулярном внешней поверхности гранулы. Размер пор определяет механизм диффузии реагентов внутри пористой массы катализатора, если реакционная смесь является газофазной. При диффузии газов в порах молекулы каждого компонента реакционной смеси испытывают сопротивление своему движению в результате столкновения с молекулами других компонентов и с поверхностью пор. Если размер поры значительно превосходит длину среднего свободного пробега молекул газа, то число взаимных столкновений между молекулами будет значительно больше числа столкновений молекул с поверхностью поры. Перенос вещества будет протекать по закону молекулярной диффузии в свободном пространстве. Если размер пор значительно меньше длины среднего свободного пробега молекул газа, то молекулы сталкиваются преимущественно со стенками пор и каждая молекула двигается независимо от остальных. Такая диффузия называется кнудсеновской. В случае, когда длина среднего свободного пробега молекул газа соизмерима с размером пор, имеет место переходный режим диффузии. На режим диффузии жидкостей размер пор не оказывает влияния пока не становится соизмеримым с размером молекул жидкости. [c.60]

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]

При решении задачи использовать следующие данные. Реакция протекает по схеме А Я. Все опыты проводили при 291° С. Внутренний диаметр рабочей части реактора равен 38 мм, а его длина превышает 0,3 м. Другие величины неизвестны, однако можно считать, что табулированные значения согласованы между собой. Без специальной проверки нельзя сказать, является катализатор пористым или нет. [c.457]

Вспомогательный материал катализатор (пористое железо). [c.184]

Каталитическая реакция протекает на поверхности катализатора и поэтому количество превращенного вещества пропорционально его поверхности. Почти все промышленные катализаторы пористые и поверхность пор на 5 - 8 порядков больше наружной поверхности. Образованная порами внутренняя поверхность оказывает значительное влияние на скорость превращения. [c.32]

Марка катализатора Пористая основа Каталитические добавки Назначение Динамическая активность (ДА) или статическая активность (СА) [c.556]

Рассмотрим предельные случаи 1) если то к = я СпС <ССо (реакция идет в диффузионной области) 2) если й-ср, то и Сп=Со (реакция идет в кинетической области). Эти случаи справедливы при протекании процесса только на равнодоступной поверхности катализатора. Пористые или нанесенные на пористые носители катализаторы такой поверхностью не обладают. Для этих материалов считается [350], что реакция протекает во всем объеме пор. На основании математического анализа показано, что при протекании реакции на поверхности пористых катализаторов существуют четыре области с разным режимом. [c.209]

Для большинства практически используемых катализаторов пористая структура однородна по грануле, т. е. при любом сечении гранулы общая площадь пор сохраняется примерно постоянной. [c.74]

Образующаяся окись хрома способствует развитию внутренней поверхности активного компонента и повышению термической устойчивости катализатора. Пористая структура полученного по хроматному методу никель-хромового катализатора, по данным работы / 7, характеризуется величиной внутренней поверхности , равной 160 м /г, общей пористостью 11% и средним радиусом пор 90 А. [c.23]

С помощью катализаторов температуру реакции хлора с окисью углерода можно понизить. В промышленных условиях для получения фосгена применяется в качестве катализатора пористый уголь. [c.833]

Было проанализировано изменение свойств катализаторов при окислительной регенерации. Это связано с изменением химического состава и структурных превращений, приводящих к изменению удельной поверхности или ее доступности. При регенерации меняются степень окисленности катализатора, пористая структура (в результате кристаллизации и спекания при регенерации). [c.253]

Задача о капиллярном равновесии ставится так известна концентрация гидрофобизатора электрод приводится в соприкосновение с электролитом при нулевом перепаде давления электролит заполняет все пористые зерна катализатора (пористость всех зерен катализатора будем считать посто- [c.15]

Седиментация широко применяется для определения внешней поверхности или размера частиц в пределах 1—100 мкм. Однако эта поверхность обычно имеет мало отношения к каталитически активной поверхности, так как большинство катализаторов пористые [19]. [c.94]

Из сказанного следует, что величина поверхности катализатора является одним из важнейших факторов, оказывающих влияние на активность катализатора. При прочих равных условиях активность катализатора тем выше, чем больше его поверхность. С этой точки зрения существенно придать катализатору пористое строение, так как внутренняя поверхность пор на много превышает внешнюю поверхность зерен катализатора. Развитость поверхности катализатора характеризуют величиной удельной поверхности , т. е. поверх- [c.812]

Теория скоростей реакций в твердых катализаторах пористой структуры развилась за последние 15 лет. Эта теория дает не только физическую картину процесса, протекающего в порах катализатора, но также количественно описывает процесс и приводит к выводу, что физическая структура катализатора может влиять на большинство основных его свойств. Два химически одинаковых катализатора с порами различной величины могут иметь различную активность, различную избирательность и различные температурные коэффициенты скорости реакции. Каталитические яды могут действовать на эти два катализатора совершенно различными путями. Данная статья посвящена рассмотрению физических и математических оснований, которые приводят к таким заключениям. [c.481]

При наличии в гетерогенной реакции трех областей — диффузионной /, переходной II и кинетической III — зависимость логарифма константы скорости от температуры принимает характерную форму (рис. 59). Участок АВ (почти прямая линия) соответствует диффузионной области, константа скорости практически не зависит от температуры. Участок ВС соответствует переходной области. Такое протекание зависимости характерно для случая, когда катализатор пористый. Если поверхность катализатора гладкая, то переходная область крайне мала и практически после диффузионной реакция сразу может перейти в кинетическую область. Участки СО и ВЕ соответствуют кинетическим областям реакций соответственно для пористого и катализатора с гладкой поверхностью. [c.207]

В последнее время обращено внимание на то, что в ряде случаев весьма активными являются нерастворимые молибденовые катализаторы. Запатентовано применение в качестве катализатора пористой керамической перегородки, полученной спеканием окислов алюминия, кремния и молибдена. Реакция эпоксидирования катализируется в момент прохождения реакционной смеси через перегородку [62]. Используют также порошкообразный металлический молибден и молибденовые стенки реактора [63—65]. [c.16]

Выбор катализатора сильно усложняется зависимостью каталитической активности и избирательности от многих факторов — активирующие добавки, кристаллическая структура катализатора, пористость, размер зерен, тип носителя и т. д. Выбор оптимальных форм для большинства из этих факторов также ведется эмпирически — путем большого количества опытов. [c.83]

Приготовление спекаемых катализаторов. Пористые контакты готовятся также из металлических порошков нагреванием их до температуры, близкой к температуре плавления, в атмосфере инертного газа. При этом частицы порошка спекаются и образуют пористый скелет. Для придания зернам катализатора определенного размера и формы порошок перед нагреванием прессуют. Температура спекания должна быть по возможности невысокой, так как с повышением ее снижается активность катализатора. [c.109]

Применяемые катализаторы пористы и обладают большой адсорбционной способностью. Их свойства сильно зависят от способа получения. Обсуждение значения физической структуры катализатора, а также соответствующая математическая обработка содержатся в работе Уилера (Wheeler [288, 289]). Два катализатора с одинаковым химическим составом, но с разной величиной и с разным расположением пор могут отличаться друг от друга по активности, избирательности, температурным коэффициентам скоростей реакций и по устойчивости к действию каталитических ядов [290, 291]. Хотя химические свойства и каталитическое действие поверхности могут не зависеть от размера пор, мелкие поры по-разному влияют на процесс крекинга в зависимости от того, каким образом проникают молекулы углеводородов в глубину пор, как они удаляются и в течение какого времени они проходят через поры катализатора. [c.340]

Х1У-6. Найти лимитирующую стадию процесса из экспериментальных данных табл. 46, если а) катализатор непорнстый б) катализатор пористый, [c.451]

Изменение в зависимости от условий спекания активности алюмосиликатных катализаторов, пористой структуры, удельной поверхности изучалось рядом авторов. В работе [56] проводили крекинг фракции 200—400 °С ка алюмосиликатных катализаторах с разным диаметром пор и пришли к выводу, что поверхность пор диаметром 5—7 А и менее не используется в реакциях крекинга сырья из-за эффекта ультрапористости. Активность единицы доступной поверхности катализатора оказалась приблизительно постоянной. [c.41]

В связи с разработкой крупнотоннажных каталитических реакторов с неподвпншыми слоями катализатора возникает необходимость более детального рассмотрения влияния стенки на формирование их структуры. Исследования нористости зернистого слоя у стенки проводились многими авторами, например [11, в результате было установлено, что ее влияние распространяется на глубину порядка 3 -н 4 диаметров частиц катализатора. Пористость в этой зоне всегда увеличена по сравнению со средней пористостью всего слоя. Это связано с изменением геометрии укладки зерен вблизи стенки. Кроме того, результаты работы [21 наводят на мысль о том, что пристеночный эффект во многих случаях проявляется в повышении пористости насыпного слоя не только в области, непосредственно примыкаюш ей к стенке, но п на значительном удалении от стенки (до нескольких десятков диаметров зерна). [c.94]

Для выбора оптимальных условий протекания реакции следует учитывать не только влияние на равновесие температуры, давления или концентрации реагирующих веществ, но и их влияние на скорость процесса. Так, реакцию синтеза аммиака в соответствии с принципом Ле Шателье следовало бы вести при более низкой температуре и более высоком давлении. Однако при температуре ниже 450—500 °С скорость реакции очень мала. Процесс становится нерентабельным. Для устранения этого недостатка процесс ведут при температуре 500°С и в присутствии катализатора (пористое железо с примесью оксидов алюминия, калия, кальция и кремния). Катализатор ускоряет прямую и обратную реакции одинаково, а повышение температуры смещает равновесие влево, что невыгодно для промышленного производства синтеза аммиака. Поэтому согласно принципу Ле Шателье для противодействия влиянию повышенной температуры следует применить высокое давление. Синтез аммиака ведут при давлении от 15 до 100 МПа (1 МПа Юатм). [c.43]

СКЕЛЕТНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ, пористые металлич. катализаторы, получаемые сплавлением мета,1т. 1а (N1, Со, Ре, Си или Ке) с А1 или 31 с послед, выщелачиванием А1 или 31. Наиб, широко использ. скелетный N1 (никель Ре1К я), к-рый получают из сплавов, содержапи1х N1 и кол-вс 4(1—60 ат. %. Выщелачивание проводят водным р-ром ЫаОН (обычно 20%-ным) ири 20 °С в течение 2 ч, затем ири 115—120 °С до прекращения выделения Нг. Полученный порошок промывают водой и из-за его иирофорности хранят в сиирте или др. инертном орг. р-рителе. Перед использованием активируют Нг прп 120—200 °С. Уд. пов-сть 80—100 м г, диаметр пор 2—12 нм. Иримен. ири гидрировании этиленовых углеводородов и карбонильных соед., восстановлении азотсодержащих орг. соед. (скелетные N1, Со, Си), гид- [c.529]

Реакция протекает на катализаторе - пористом железе с добавками стабилизирующих и промотирующих элементов (А1, К, Са и др.). Он активен и термически устойчив в области температур 650-830 К. Поэтому промышленно важная область давлений синтеза, при которых степень превращения будет более 20%, - выше 20 МПа. Техноэкономическое обоснование процесса показало, что оптимальной будет реализация процесса при 30-32 МПа. Повышение давления резко увеличивает затраты на оборудование и компрессию, понижение давления увеличивает затраты, связанные с малым выходом аммиака. Эти условия используются в современных агрегатах производства аммиака. Далее при анализе процесса в системе синтеза будем использовать не традиционную степень превращения азотоводородной смеси Хр, а концентрацию аммиака г в реакционной смеси, которые связаны соотношением [c.446]

В газодиффузионных гидрофобизированных электродах граница раздела электрод—электролит—газ создается с помощью введения гидрофобного вещества. Существует несколько типов пористых гидрофобизпро-ванных электродов различной конструкции, которые могут использоваться с жидким и связанным электролитом, а также в расплавах. Принципиальная особенность таких электродов заключается в том, что устойчивая граница раздела между газовой и л<идкой фазами внутри электрода определяется различным характером смачивания катализатора и гидрофобной основы. Активным слоем электрод -обращен в электролит, гидрофобной основой — в сторону газа. Если ни со стороны газа, ни со стороны электролита нет избыточного давления, то электролит с -помощью капиллярных сил всасывается в мелкие поры 1катализатора однако активный слой оказывается смоченным электролитом не полностью, гидрофобные частицы -в активном слое не смачиваются электролитом, таким образом, по всей толщине активного слоя создаются поры, заполненные газом. Эти поры и обеспечивают беспрепятственный подвод реагирующего газа ко всем частицам катализатора. Пористая основа в силу своей дрофобности также не смачивается электролитом. Более того, даже при некотором повышении давления электролита он не проникает в глубь гидрофобной осно вы, а удерживается силами капиллярного отталкивания на ее границе. Давление, которое выдерживает гидрофобная основа, тем меньше, чем меньше поры -в этой основе, и определяется соотношением [c.90]

Скорость протекания реакций, диффузионных, ми-грацпонных И конвективных процессов определяется свойствами применяемых катализаторов, пористой структурой активного -слоя и конструкцией электрода. Если вл-ияние диффузионных и конвекционных процессов на активность электрода невелико, то такой электрод по принятой терминологии работает в активацион-йо-о мическом режиме. В этом случае теория учитывает только электрохимическую активность катализатора и его поверхность, электронную -и ионную проводимости акБивного слоя. Следует отметить, что существующие теории пока еще только качественно рассматривают влияние конвективных процессов на активность газодиффузнонных электродов и ТЭ -в целом, роль которых пр-и больших плотностях тока заметно возрастает. Удельная проводимость порошков катализаторо-в обычно существенно больше эффективной проводимости электролита в активном слое, и поэтому влиянием ее на активность пренебрегают. У катализаторов окисного типа, активированных углей, металлоподобных И других соединений проводимость -может быть сравнима пли даже ниже проводимости электролита. При отсутствии [c.96]

Образование амальгамы происходит в отделенном от элемента амальгаматоре путем непрерывного введения Ыа в Hg. Затем амальгама стекает вниз по вертикальному стальному электроду, полностью смачивая его. Ог-катод может быть изготовлен любым способом. Он может представлять собой гид-рофобизированный, пропитанный катализатором пористый угольный электрод или состоять из гидрофильного пористого металла. Как видно из уравнения реакции, при работе элемента потребляется вода, а образуется ЫаОН. Образование ЫаОН, имеющего коммерческую ценность [24], несколько уменьшает стоимость энергии этого элемента, работающего на очень дорогом топливе (0,25 долл./кет ч). В то время как стандартный окислительный потенциал Ыа при 25°С равен —2,714 в, для амальгамы натрия он составляет лишь —1,957 б. Потенциал амальгамного анода равен [c.62]

Эти рассуждения показывают, что при надлежаще выбранных условиях действительные скорости реакции на каталитической поверхности могут быть измерены динамически. Возникают затруднения в тех случаях, когда зерна катализатора пористы и каталитическая реакция протекает главным образом внутри этих пор. В таком случае замедленная диффузия через узкие поры может оказаться недостаточно быстрой, чтобы соответствовать сядарости поступления реагирующих веществ, что приведет к повышенной концентрации в газовом пространстве по сравнению с концентрацией у внутренней поверхности пор. Зельдовичем [3] было вычислено, что е этом случае даже температурные коэффициенты суммарной реакции могут значительно отличаться от температурных коэффициентов поверхностной реакции, например быть в 2 раза меньше последних. Однако Вагнер [4] показал, что в лабораторных условиях такое различие температурных коэффициентов едва ли может быть реальным и что скорость реакции всегда определяется скоростью диффузии (нулевая концентрация внутри пор) или скоростью реакции (одинаковая концентрация внутри и вне пор). Действительно, Шваб и Цорн [5] наблюдали на никелевых скелетных катализаторах оба эти случая без промежуточной области. [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология