Степень превращения контактно-каталитических

В промышленных условиях эта реакция осуществляется в контактных аппаратах, представляющих собой многослойный каталитический реактор с встроенными между слоями и выносными теплообменниками, предназначенными для отвода реакционного тепла. Основное применение в сернокислотной промышленности получили схемы контактных узлов, работающих по методу одинарного (одностадийного) контактирования (рис. 23) и по методу двойного контактирования и двойной абсорбции (рис. 24). Последний метод предполагает организацию двухстадийного контактирования. На рис. 24 представлена схема (3+ 1), первая стадия которой включает первые три слоя катализатора, а вторая — последний слой в реакторе. Каждая из стадий контактирования завершается абсорбцией 50з. Разделение процесса окисления на две стадии с последующей абсорбцией ЗОз способствует увеличению скорости реакции (IV,73) на заключительной (второй) стадии вследствие значительного снижения эффекта торможения реакции продуктом ЗОз.что позволяет достичь более высокой степени превращения ЗОг в 50з по сравнению с получаемой при одностадийных схемах контактирования. [c.141]

В промышленности каталитические процессы осуществляют как по циклическим, так и по открытым (прямоточным) схемам. Циклические схемы позволяют достигать практически полного использования реагентов, они малоотходны или безотходны. Особенностью этих схем является проведение каталитического акта в условиях иногда весьма далеких от равновесия, но с оптимальными скоростями и высокой удельной производительностью катализатора (в расчете на единицу массы, объема или площади активной поверхности) и контактного узла в целом. Однако рециркуляция требует затрат энергии и увеличения объема аппаратуры. В открытых прямоточных схемах за один проход реакционной массы через контактный аппарат достигается большая степень превращения реагентов, но суммарные их потери больше, чем в циклических схемах. [c.200]

В промышленных контактных аппаратах газ, поступающий из печного отделения и содержащий 7—11% ЗОа, нагревают до температуры зажигания катализатора (673—713 К), а затем проводят каталитическое окисление ЗОа до ЗОд при оптимальных температуре, скорости и степени превращения в адиабатических условиях. Угол наклона прямой линии К1 (см. рис. 6.8) адиабатического окисления и температуру газовой смеси после контактирования на выходе из зоны (слоя) катализатора можно рассчитать по формуле [c.212]

Влияние времени контактирования т или обратной т величины объемной скорости газа, однотипно для большинства каталитических реакций. С увеличением времени контактирования выход продукта, т. е. содержанием его в газе, растет (рис, 46). Интенсивность же работы контактного аппарата падает с увеличением т. Это объясняется тем, что общее количество перерабатываемого газа при уменьшении времени пре- бывания газа в аппарате возрастает в значительно большей степени, чем снижается концентрация продукта в конечном газе. Чем ниже активность катализатора Аз<А2<А1 или температура, тем большее время контакта необходимо для достижения заданной степени превращения. [c.178]

Каталитическая активность. Активность контактных масс часто характеризуют степенью превращения реагента, достигаемой при определенной объемной скорости и заданном составе газа. Более правильно оценивать их активность величиной константы скорости реакции, вычисляемой по кинетическому уравнению. Для вычисления константы скорости должно быть известно количество прореагировавшего вещества (степень превращения), соответствующее определенному времени соприкосновения газа с катализатором. Для более полной характеристики активности контактной массы определяют константу скорости при различных температурах. [c.507]

Перед контактированием обжиговый газ тщательно очищается от механических загрязнений и газообразных примесей, которые могут вредно повлиять на активность катализатора. Очищенный и высушенный газ сжимается в компрессоре до давления, необходимого для преодоления гидравлического сопротивления последующей аппаратуры, и направляется в контактный узел. Здесь происходит каталитическое окисление двуокиси серы, причем степень превращения ее в трехокись на хорошо работающих установках достигает 96—98%. После контактирования газ направляется в абсорберы, в которых образовавшаяся трехокись серы поглощается серной кислотой. Конечным продуктом производ- [c.9]

В полочных контактных аппаратах происходит ступенчатый, скачкообразный отвод теплоты, каталитическая реакция и теплообмен ведутся раздельно, последовательными этапами. Характер изменения степени превращения (а) и температуры (б) по отдельным полкам аппарата представлен на рис. 68. Как видно из рис. 68, температурный режим в таких аппаратах с большой амплитудой колеблется около кривой оптимальных температур и может быть приближен к ней лишь при значительном увеличении числа полок в аппарате. [c.147]

На протекание процессов в кипящем слое, в частности на ход контактно-каталитических реакций, существенное влияние оказывают перемешивание и агрегация взаимодействующих фаз. Смешение поступающих исходных реагентов с продуктами реакции уменьшает движущую силу процесса вследствие выравнивания концентрационного поля в реакционной зоне аппарата. Проскок части ожижающего газа в виде пузырей без достаточно полного контакта с катализатором уменьшает степень превращения исходных реагентов. [c.201]

Рис. 7. Схема определения каталитической активности при проведении ТКЭ а — зависимость скорости реакции И/от концентрации ключевого компонента с при изменении скорости V потока входящей реакционной смеси б — состав контактной реакционной смеси при различной конверсии (С — заданные концентрации ключевого компонента в выходящей реакционной смеси И/ — активность катализатора при этих концентрациях. Цифры около экспериментальных точек показывают последовательность их получения К — степень превращения ключевого компонента при заданном составе контактной реакционной смеси)

Рассматривая технологические процессы, протекающие циклично (при газовых каталитических реакциях, например при синтезе аммиака), пользуются понятием степень превращения (или степень контактирования), под которым подразумевают выход продукции в результате однократного прохождения реагентов через реакционный (в приведенном примере через контактный) аппарат. [c.24]

При частичном отравлении катализаторов контактными ядами происходит очень значительное уменьшение каталитической активности или полная потеря ее, в то время как адсорбционная способность уменьшается в гораздо меньшей степени. При объяснении этого явления в 1926 г. было сделано предположение, что каталитическая реакция, в отличие от адсорбции, может происходить только на активных центрах, имеющихся на поверхности катализатора. Идея качественно неоднородной поверхности развита в работах советских ученых во всесторонне обоснованную теорию каталитической активности реальных контактов. Вопрос о структуре активных центров подробно рассмотрен в работах по теории органического катализа и в теории ((ансамблей . Теория органического катализа для интерпретации механизма гетерогенно-каталитических реакций широко применяет модельные построения, в которых учитываются форма и размеры подвергаемых превращению молекул, а также тип и параметры кристаллических решеток применяемых в реакции катализаторов. С разработкой различных вопросов теории органического катализа связано большое число экспериментальных работ советских ученых. Подробней эта теория будет изложена несколько ниже, здесь лишь укажем, что вскоре после возникновения теории органического катализа ее положения были подтверждены квантово-механи- [c.6]

Катализ является основным средством управления химическими превращениями, регулирования их скорости, направления реакции в сторону образования желаемых продуктов. Прогресс химической промышленности, возможность получения новых продуктов, использование более доступных сырьевых ресурсов, реализация новых совершенных технологических схем все в большей степени определяются успехом в изыскании достаточно активных катализаторов. Работы в этом направлении ведутся очень широко, но пока в значительной степени эмпирически, путем испытания тысяч веществ и их комбинаций, что требует громадной затраты времени и труда. Исключительно большое значение имеет поэтому выявление закономерностей, позволяющих предвидеть каталитическое действие, указывать пути подбора катализаторов для новых химических реакций. Не меньшее значение имеет и создание научных основ приготовления катализаторов, методов регулирования величины внутренней поверхности, пористой структуры и механической прочности катализаторов заданного состава. Эти свойства в значительной степени определяют качество промышленных контактных масс, а тем самым и важнейшие производственные показатели химических процессов, основанных на их применении. [c.3]

Степень каталитического превращения сернистого газа в SO3 определяется скоростью реакции окисления, которая в свою очередь зависит от концентрации образующегося SO3 и температурного режима в контактном аппарате. [c.218]

В исторической последовательности интересно привести рассуждение Менделеева [1] о причинах катализа и контактных явлений, высказанное им почти пятьдесят лет назад (1886) в статье О влиянии прикосновения на ход химических превращений , где он говорит представляя уединенную массу тела, мы во всех его состояниях должны признать на поверхности массы иной вид внутреннего движения, или иное расположение частей, частиц и атомов, чем внутри массы... . Далее привожу опять сказанное Менделеевым А если на свободной поверхности, ограничивающей тела, движения как частичные, так и атомные должны быть иными, чем внутри массы однородного вещества, то должны быть опять иные внутренние движения тела на месте встречи двух тел в точках их соприкосновения. (Тут произойдут действительные пертурбации, уклонения в движении и притом иного рода, чем на свободной поверхности.) Следует признать, что в обоих прикасающихся телах на точках или поверхности касания, движения как частичные, так и атомные должны быть иными,, чем в остальной массе тел. Степень и даже срок пертурбаций или изменений движения будут зависеть от индивидуальностей тел касающихся, т. е. носить характер чисто химический. И по самому существу дела явления, совершающиеся на местах прикосновения различных тел, близки к прямым задачам химии, т. е. химическое взаимодействие совершается только при касании или проникновении в условиях, изменяющих движения, свойственные массам уединенных однородных тел. А с другой стороны, необходимо признать, что движения частичные и атомные изменяются, как и состояния физические, под влиянием условий температуры, давления и электрического напряжения, а следовательно, наступающие через прикосновение постороннего тела изменения внутреннего движения в качественном и количественном отношении могут соответствовать тем изменениям внутреннего движения, которые совершаются от влияния указанных физических условий, например, от изменения температуры. Это заставляет сблизить каталитические или контактные влияния с диссоциационными, хотя не позволяет их смешивать между собою. Изменения, происходящие на плоскостях касания, могут нонин ать температуру реакции не только в акте замещения или соединения, но в области настоящих разложений, что собственно не было еще вполне ясным до сих пор . [c.478]

Чтобы избежать этого, применяют ступенчатый адиабатический реактор с промежуточным охлаждением реагирующей смеси между ступенями схематическое изображение аппарата показано на рис. 111-16. На рис. 111-17 приведен также характер изменения температуры реагирующей смеси в таком реакторе. Наличие промежуточного теплообмена между секциями позволяет увеличить температуру реакции на первых ступенях, что обеспечивает высокую скорость реакции при малых степенях превращения и, тем самым, дает возможность существенно уменьшить общий объем реактора, необхо-ДИМ111Й для достижения заданной конечной степени превращения, по сравпеишо с одноступенчатым реактором. Особенно важно. уто для контактно-каталитических процессов, у которых затрат л на катали-зато]з прямо пропорциональны требуемому времени п]1е6ывания реагентов в аппарате для его заданной производительности. [c.123]

Гетерогенный реактор с твердыми частицами катализатора -это динамическая система, в которой в просфанстве и во времени объединены сложные физико-химические процессы, происходящие на поверхности и внутри пористого катализатора, внутри и на фаницах реакционного объема в целом. В стационарном режиме все потоки объединены материальными и энергетическими балансами. Поэтому редко удается организовать каталитический процесс так, чтобы все его уровни - от поверхности катализатора до контактного отделения - работали в режиме, соответствующем оптимальному. Например, состав, сфуктура и свойства катализатора определяются состоянием газовой фазы. Следовательно, повлиять существенно на характеристики катализатора, работающего в стационарных условиях, не представляется возможным, так как состав газовой фазы предопределен степенью превращения и избирательностью. В нестационарном режиме, оказывается, можно так периодически изменять состав газовой фазы или таким образом периодически активировать катализатор, что его состояние будет значительно [c.304]

При окислении ЗОг образуется активный комплекс, в состав которого входят УгОб-КаЗгО,, УгОз, Уг04. Этот комплекс в процессе каталитического акта сорбирует ЗОг и Ог и десорбирует ЗОд. Как отмечено ранее (см. разд. 1.4), реакция окисления диоксида экзотермичная. Следовательно, с увеличением температуры выход три оксида серы должен уменьшаться, что графически иллюстрирует ход кривой АА на рис, 6.8, отображающей зависимость равновесных степеней превращения Р от температуры Т для многослойных контактных аппаратов. На каждом слое катали затора достигается, определенная степень окисления газа при заданных темпе ратурах на входе и выходе Гвых- [c.211]

КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ, характеризует изменение скорости данной р-ции при введении в реакц. систему катализатора. Наиболее точная мера К. а.— константа скорости р-ции. Различают удельную К. а., отнесенную к единице массы или пов-сти всей фазы катализатора, и атомную К. а., отнесенную к одному атому только активного компонента катализатора. Иногда как меру К. а. используют энергию активации, степень превращения реагента, выход продукта р-ции, время или т-ру р-ции, при к-рых достигается определ. степень превращения. Данные о К. а. используют при установлении механизма каталитич. р-цйй, а также при расчетах контактных аппаратов и оптимизации пром. процессов. [c.248]

Значение хроматографии для подбора. Чем сложнее процесс и чем больше требования к полифункциональности и селективности катализаторов, применяющихся для его осуществления, тем меньшую помощь в подборе способна оказывать теория катализа в ее современном состоянии. Поэтому, наряду с работами над дальнейшей разработкой теории, большое значение приобретает усовершенствование экспериментальных методов изучения каталитических св011ств и закономерностей подбора, необходимых для получения более полной и быстрой информации. С этой точки зрения следует особенно подчеркнуть большие возможности хроматографии газов и паров. Она позволяет обнаруживать и исследовать каталитические явления при очень малых степенях превращения быстро устанавливать полный состав продуктов реакций получать исходные ве-)цества в особо чистом состоянии изучать адсорбцию компонентов реакций на катализаторах во время реакций и, наконец, проводить экспрессное изучение кинетики каталитических процессов, удельных поверхностей и других важных характеристик процесса и катализатора [7]. В изучении механизма сложных контактных реакций особенно эффективна радиохроматография [8]. Очень перспективно исследование реакций в хроматографическом режиме [9], позволяющее обходить термодинамические запреты, и т. д. [c.16]

В этих установках горячий газ, полученный обжигом колчедана в токе сухого воздуха, непосредственно из печей поступал в контактные аппараты, представлявшие собой шахты, заполненные крупным (40—50 мм) кусковым огарком. Температура контактирования составляла 600—700°. Через 1 л катализатора проходило в час около 55 л газа, содержагшего 5—7% двуокиси серы. Степень превращения обычно составляла 40—50%. После поглощения образовавшейся трехокиси серы остаток двуокиси серы подвергался дополнительному каталитическому окислению на платинированных асбестовых сетках. [c.124]

В С[ЛА вытеснение платиновых катализаторов ванадиевыми происходило медленнее. В 1927—1929 гг. был опубликован ряд статей, рекламируюш,их ванадиевые катализаторы. В качестве основных преимуществ, помимо дешевизны, отмечалась полная устойчивость ванадиевых катализаторов ко всем контактным ядам и повышенная каталитическая активность, позволяющая достигать более высокой степени превращения, чем на платине. В течение нескольких лет большое число сернокислотных заводов перешло на работу с ванадиевыми катализаторами. Вскоре был разработан способ переработки газа, полученного сжиганием серы на ванадиевом катализаторе, без мокрой очистки, благодаря чему значительно сократились капитальные затраты. [c.176]

Расположение промежуточных теплообменников внутри каталитического реактора значительно усложняет его конструкцию. В последние годы в высокопроизводительных системах ДК/ЦА большой единичной мощности цредусматриваются преимущественно контактные аппараты с выносными теплообменниками. Кроме простоты и надежной работы, в таких аппаратах сравнительно легко создаются оптимальные условия процесса окисления 862 на катализаторе, а в выносных теплообменниках - оптимальные условия для процесса теплопередачи. В аппаратах с выносными теплообменниками газ после каждого слоя хорошо перемешивается в газоходах и внутри теплообменников. Для аппаратов большой мощности, где наблвдаются значительные неравномерности температуры катализатора по сечению аш1ах)ата, хорошев перемешивание имеет большое значение для достижения высоких степеней превращения. [c.37]

Этими же авторавш [90] было исследовано влияние добавок аммиака и этилена на контактную зону в процессе парофазного каталитического окисления пирена на степень превращения пирена в продукты с сохранившейся нафталиновой группировкой. [c.24]

Метод прямой гидратации этилена хотя и обладает существенными преимуществами перед сернокислотным методом, однако в современном оформлении не лишен недостатков (необходимость применения высококонцентрированного этилена, малая степень превращения этилена при однократном проходе через контактный аппарат и связанный с этим повышенный расход энергии). Дальнейшее усовершенствование метода прямой гидратации этилена, связанное с изысканием более активных катализаторов и путей осуществления Лидкофазного каталитического процесса, позволит снизить температуру реакции и соответственно увеличить степень превращения этилена. [c.395]

Перейдя к изучению контактных превращений следующих гомологов циклопентана в указанных выше условиях, мы натолкнулись на весьма неожиданное явление, которое было довольно трудно предвидеть заранее. Оказалось, что н-бутилциклопентан, вто]э-бутилциклопентан и изоамилциклопентан в атмосфере водорода не только гидрируются с образованием парафинов, но и дают некоторое количество ароматических углеводородов. В некоторых случаях показатель преломления катализата не только не понижался, как мы наблюдали ранее при контактных превращениях низших гомологов циклопентана, но заметно повышался, как это наблюдается при каталитической дегидрогенизации гексагидроаромати-ческих углеводородов. Это побудило нас поставить опыты в отсутствие водорода, в атмосфере углекислого газа и азота. Оказалось, что при этом явления ароматизации наблюдаются еще более резко, тогда как гидрогенизация с образованием парафинов имеет место в незначительной степени, и в выделяющихся при реакции газах можно легко констатировать образовавшийся при ароматизации водород. [c.309]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология