Основные свойства катализаторов – 27. Катализаторы химических реакций. Представление о механизме катализа. Специфичность катализа. Примеры и роль каталитических процессов при химической переработке древесного сырья.

Свойства катализаторов — Мегаобучалка

Катализаторы

— вещества, которые участвуют в реакции, образуя промежуточные соединения, изменяют механизм и увеличивают скорость реакции, но восстанавливают свой состав по окончании процесса.

Рассмотрим механизм действия катализатора (К) на примере простой реакции А + В ® С Е0 — энергия активации некаталитической реакции.

 

 

 

Действие катализатора изменяет механизм реакции, причем энергии активации каждой из стадий каталитического взаимодействия ниже, чем Е0, в результате реакция протекает по энергетически более выгодному пути и скорость ее увеличивается.

В зависимости от того, находится катализатор в одной или в разных фазах с реагентами, различают гомогенные и гетерогенные катализаторы. В промышленности в основном применяются гетерогенные катализаторы, т.к. они имеют ряд преимуществ по сравнению с гомогенными: меньше их расход на единицу продукции, они легче отделяются от продуктов реакции, не требуется отмывка продуктов от катализатора, поэтому нет сточных вод.

Свойства катализаторов

Активность катализатора — мера его ускоряющего действия на данную реакцию.

Селективность(избирательность)— способность катализатора избирательно ускорять целевую реакцию;

Температурная чувствительность. Катализатор может работать только в определенном температурном интервале, нижний предел которого — температура зажигания — минимальная температура, при которой реакция начинает протекать со скоростью, достаточной для получения целевого продукта. Верхний предел температурного интервала определяется устойчивостью катализатора: при повышении температуры выше этого предела катализатор теряет активность за счет спекания пор, может изменяться его химический состав. Пример: V2O5 применяется в производстве серной кислоты при окислении SO2 в SO3. Его ТЗАЖ =4000, а при Т=6200 катализатор теряет активность, спекается.

Устойчивость к каталитическим ядам.

Каталитические яды — вещества, которые, взаимодействуя с катализатором, снижают его активность, происходит отравление катализатора. Для многих катализаторов ядами являются соединения серы, мышьяка, селена. Действие ядов индивидуально. Для отравления катализатора достаточно очень малых количеств этих веществ, поэтому в каталитических реакциях важнейшей стадией является очистка реагентов от примесей.



Со временем активность катализатора снижается. Этот процесс называют старением катализатора. Длительность жизни различна для разных катализаторов: от 15 лет для Pt катализатора в производстве Н24 до 15 минут для алюмосиликатного катализатора крекинга нефтепродуктов.

Требования к гетерогенным катализаторам:

1) высокая активность и селективность;

2) простота получения, обеспечивающая воспроизводимость свойств;

3) механическая прочность;

4) устойчивость в течение всего срока службы;

5) способность к регенерации;

Трудно подобрать индивидуальные вещества, удовлетворяющие всем этим требованиям, поэтому используют смеси — контактные массы. Основными компонентами контактной массы являются:

а) катализатор, б) активатор (промотор) в) носитель(трегер).

Активаторы увеличивают активность катализатора, например, активность железных катализаторов, применяемых в синтезе аммиака, увеличивают добавки оксидов калия и натрия. Механизмы действия активаторов разнообразны: они могут образовывать химические соединения, могут влиять на поверхность, препятствуя спеканию пор, могут изменять характер действия катализатора. Например, при получении метанола из синтез-газа катализатором служит оксид цинка. Небольшая добавка активатора — NaOH приводит к получению другого продукта — высших спиртов.

Носители — инертные пористые вещества, на которые наносят катализатор — пемза, асбест, силикагель и др. Применение носителей удешевляет катализатор, увеличивает его пористость и механическую прочность.

Методы приготовления катализаторов:

1) осаждениегидроксидов или карбонатов из растворов на носителе;

2) пропитка носителя раствором, содержащим катализатор и активатор;

3) прессование компонентов контактной массы

4) сплавлениенескольких компонентов с последующим выщелачиванием одного из них или восстановлением металлов из оксидов. Так, например, скелетный никелевый катализатор гидрирования получают сплавлением никеля с алюминием с последующим выщелачиванием алюминия из сплава.

Обычно катализаторы формуют в виде зерен или таблеток. Металлические катализаторы часто применяют в виде сеток.

Показатели эффективности использования катализаторов и адсорбентов

1. расходные коэффициенты: РКkt= РКАДС=

2. Производительность Прkt = ПрАДС =

Прkt = ПрАДС =

Мембраны

 

Мембраны – это тонкие полупроницаемые перегородки, пористые или непористые, применяемые для очистки и разделения однородных смесей.

Механизм разделения

Мембранное разделение веществ имеет внешнее сходство с процессом фильтрации, применяемым при разделении неоднородных смесей, но принципиально иной механизм:

 

При разделении веществ через мембрану осадка не образуется, одни вещества проходят через мембрану, образуя пермеат, а другие уносятся с потоком концентрата.

Разделение через пористые мембраны основано на ситовых эффектах: мелкие молекулы проникают через мембрану, а крупные остаются в концентрате. Перенос вещества через непористые мембраны происходит иначе: вещество сначала растворяется в материале мембраны, а затем из мембраны диффундирует в раствор.

Основные свойства катализаторов — Справочник химика 21

    Кислотно-основные свойства катализаторов. Сведения о кислотности часто необходимы при оценке свойств катализаторов. Активность и селективность катализаторов в реакциях крекинга органических соединений, изомеризации, полимеризации, дегидратации и других находятся в непосредственной связи с их кислотными свойствами. В настоящее время общепризнанным является принцип родственности механизмов гомогенного и гетерогенного кислотного катализа. Поэтому, по аналогии с гомогенным катализом, в гетерогенном катализе используются такие понятия, как кислота Бренстеда , кислота Льюиса и, соответственно, бренстедовские и льюисовские кислотные центры. Однако вопросы структуры кислотных точек на поверхности катализаторов, возможность перехода одного типа кислотных центров в другой, а также их влияние на поведение катализатора в процессе все еще остаются дискуссионными. 
[c.381]

    Известно, что на реакции гетерогенно-каталитического окисления оказывают влияние кислотно-основные свойства катализаторов [4]. Однако определение кислотности твердофазных катализаторов является сложной проблемой, [5]. Использовать известные методы определения кислотности катализаторов, содержащих в своем составе оксиды металлов переменной валентности, мы не могли по ряду причин. Так, в работах [6, 7] за меру кислотности принимали количество необратимо сорбированного основания (аммиака в статическом методе и пиперидина в импульсном газохроматографическом методе). При этом на стадии сорбции и десорбции не указывалось парциальное давление кислорода, а при вакуумировании или продувке реактора гелием происходит не только десорбция основания, но и восстановление входящих в состав катализатора оксидов металлов переменной валентности (Ре Мо ) до низших валентностей, что изменяет кислотные свойства. 
[c.113]

    Исследования и усовершенствования катализаторов, по-видимому,—непрекращающийся и бесконечный процесс. Даже незначительное снижение рабочей температуры или давления, или увеличение выхода продукта и улучшение его качества могут дать крупный экономический эффект в промышленном масштабе. Основные свойства катализаторов и некоторые принципы, которыми руководствуются в настоящее время при выборе катализаторов для конкретных химических реакций, были рассмотрены выше. Хотя ценность руководящих научных принципов все возрастает, однако до сих пор эффективный катализатор является в большой мере произведением искусства и значительная часть вдохновляющих идей должна черпаться из данных практики. 

[c.323]

    Под термином катализ обычно понимают явление ускорения химической реакции в результате действия какого-либо вещества (или веществ) — катализатора, количество которого практически не изменяется в ходе реакции. Следует подчеркнуть, что основным свойством катализаторов является способность вызывать реакции, не протекающие с заметной скоростью без их участия. [c.5]

    Важными свойствами являются каталитическая активность (или температура начала реакции), падение давления, твердость (устойчивость к истиранию и дроблению), срок службы, химический состав, устойчивость к отравлению, размер и форма таблеток, масса единицы объема, пористость, удельная поверхность и термостойкость. В статьях [74, 75, 97, 112—114] основные свойства катализаторов обсуждаются с точки зрения потребителя. 

[c.258]


    Основные свойства катализаторов и факторы, [c.162]

    Основные свойства катализаторов и факторы, влияющие на ка [c.404]

    Основные свойства катализаторов. Важным свойством катализаторов является отсутствие их влияния на величину константы равновесия реакции. В связи с этим катализатор может только изменять скорость достижения равновесия, но не смещать его, а поэтому при наличии катализатора не удается получить в равновесной системе большего количества продуктов реакции, чем в его отсутствие. 

[c.99]

    Основные свойства катализаторов [c.121]

    Ясно, что если кислотно-основные свойства катализаторов на основе соединений переходных металлов так сильно влияют на их активность [c.126]

    Кислотно-основные свойства катализаторов [c.154]

    Катализаторами окисления НС1, как видно из изложенного выше материала, могут быть соединения как переходных (Си, Fe, Сг и др.), так и непереходных (Mg и др.) металлов. Поэтому можно предполагать, что для протекания этого процесса необходимой предпосылкой является активация молекулы НС1, которая происходит путем ее координационного связывания с катализатором. Поэтому кислотно-основные свойства катализаторов, обусловливающие их способность образовывать с НС1 соединения координационного типа, являются, очевидно, обязательным условием проявления активности контактов в рассматриваемой реакции. Хлорная медь, как уже отмечалось, и, по-видимому, в меньшей мере, хлориды других элементов, обладают такой способностью. У окиси хрома склонность к координационному связыванию НС1 резко увеличивается после адсорбции кислорода, создающей на поверхности ионы Сг +. 

[c.280]

    Промотирующие добавки могут изменять электронные и кислотно-основные свойства катализаторов. [c.21]

    На этом основании и на основании наблюдений о влиянии на ход каталитического процесса соотношения кислотных и основных свойств катализаторов авторы пришли к выводам, что направление разложения спиртов в основном определяется электронными и кислотно-основными свойствами и в меньшей степени зависит от фазового состояния катализаторов. При этом рентгенографические и электронографические исследования в сопоставлении с термодинамическими характеристиками [78] показали, что фазовые изменения катализаторов вызыва- 

[c.217]

    Регулируют кислотно-основные свойства катализатора путем изменения содержания протонов и гидроксильных групп на поверхности твердого тела и другими путями Изменяют формы огранения кристаллов и постоянную решетки активного материала [c.235]

    Зависимость направления процесса разложения спиртов от характера, структуры ш параметров кристаллической решетки катализаторов была установлена многими авторами. В некоторых работах частные выводы не совпадали с выводами Рубинштейна. Например, Эйкен и сотрудники [91] находили случаи, когда с увеличением параметра решетки возрастала дегидрогенизация. Однако из всей совокупности исследований, направленных на выяснение механизма разложения спиртов как на металлах, так и на окислах, неизменно следовал один общий вывод о том, что существуют такие промежуточные формы хемосорбции, которые зависят от фазового состояния твердого ка

Характеристика и свойства катализаторов — Справочник химика 21

    Для более полной характеристики свойств катализатора указывают также величину конверсии сырья в объемных процентах (100% минус остаток от перегонки). [c.155]

    Характеристика свойств катализатора до и после перегрева [c.204]

    В тех случаях, когда коэффициенты р в уравнениях (2) и (3) изменяются с температурой и на разных образцах катализаторов или сырья получаются неодинаковыми, судить об активности катализаторов и способности сырья к расщеплению по константам а уже нельзя. В этих условиях достаточно простое и точное определение относительных активностей катализаторов и способности сырья к расщеплению дает отношение объемных скоростей, при которых на сравниваемых катализаторах или образцах сырья достигается одинаковая степень превращений в одних и тех же температурных условиях. Однако указанное отношение не постоянно и может изменяться с углублением процесса. Для полной характеристики свойств катализаторов в этих случаях целесообразно строить несколько кинетических изо- [c.325]


    В настоящее время имеются необходимые методические разработки и указания по способам анализа, позволяющие получать практически исчерпывающие характеристики каталитических и эксплуатационных свойств катализаторов с учетом специфических особенностей их назначения и применения. Однако эти методики разбросаны по различным изданиям и инструкциям для внутреннего пользования и поэтому не всегда доступны. Не систематизированы также и методы анализа катализаторов, применяемые за рубежом и представляющиеся весьма полезными для практических и исследовательских целей. [c.8]

    Наиболее важными свойствами катализаторов являются их каталитическая активность, селективность действия, стабильность, а также регенерационная характеристика. [c.140]

    Метод состоит в шестичасовой обработке катализаторов водяным паром при 750° С. За показатель стабильности принимают величину остаточной активности, определенную стандартным методом. Дополнительно для более полной характеристики изменения свойств катализаторов при длительной эксплуатации одновременно с величиной индекса активности определяют выход газа и остатка, кипящего прн температуре выше 200° С, в процентах на крекируемое сырье. Полученные результаты сопоставляют с соответствующими параметрами исходных образцов катализаторов до их обработки. [c.166]

    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]


    В процессах принятия решения при характеристике и прогнозировании важнейших свойств сложных каталитических систем эффективный прием конструирования алгоритмов для предсказания каталитического действия основан на одном из фундаментальных понятий теории систем — энтропии информации. Применение теории информации к каталитическим системам позволяет дать им универсальную характеристику в виде энтропии информации, открывающую возможность сравнивать между собой каталитические системы различных, в принципе любых типов. В частности, этот подход обеспечивает возможность предсказания свойств данной каталитической системы благодаря выбору тех типов систем, которые по своим возможностям наиболее содержательны для катализа и которые тем самым способны дать наибольшую информацию о свойствах катализаторов, например о характере их активных центров. При этом, как будет показано ниже, информационная энтропия, используемая для анализа атомных структур, оказывается более содержательной, чем обычная термодинамическая энтропия. [c.101]

    В работе [331 показано, что реакция дегидратации ряда насыш ен-ных алифатических спиртов С5—С, на окислах А1, Zr и Si хорошо описывается простейшим уравнением Тафта с сохранением литературных значений о. В то же время коэффициент чувствительности р для различных окислов меняется симбатно с теплотой адсорбции органических кислородсодержаш,их соединений, таких как диэтило-вый эфир, а также линейно связан с чувствительностью катализатора по отношению к отравлению пиридином. Это указывает на связь р с сорбционной характеристикой катализатора. Авторы работы подчеркивают, что при подборе катализаторов необходимо раздельно оценивать интенсивные (химические) и экстенсивные (число активных центров) свойства катализаторов. [c.160]

    Свойства катализаторов оцениваются рядом физико-химических и эмпирических характеристик. Индекс активности косвенно характеризует активность катализатора, он определяется как массовый выход бензина из стандартного сырья в стандартных условиях при крекинге на данном катализаторе. Для аморфных алюмосиликатных катализаторов с низким содержанием окиси алюминия он составляет обычно 32—36, для высокоглиноземистых (содержание АЬОз 25%) индекс активности

43.Катализ, основные свойства катализатора

Ката́лиз — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализаторов, которые многократно вступают в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливают свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий. Термин «катализ» был введён в 1835 году шведским учёным Йёнсом Якобом Берцелиусом. Катализатор изменяет механизм реакции на энергетически более выгодный, то есть снижает энергию активации. Катализатор образует с молекулой одного из реагентов промежуточное соединение, в котором ослаблены химические связи. Это облегчает его реакцию со вторым реагентом. Важно отметить, что катализаторы ускоряют обратимые реакции, как в прямом, так и в обратном направлениях. Вещества , которые замедляют реакцию называются ингибиторами. Если при добавлении катализатора к реагирующей системе происходит ускорение химического процесса , то такое явление называют положительным катализом, а при замедлении реакции отрицательным катализом. Реакции в которых катализатором является исходные или конечные продукты называются автокаталитическими.

Каталитические процессы имеют ряд общих характерных особенностей:

  1. Отсутствие стехиометричесих соотношении между катализатором и реагирующими веществами. Катализатор во время процесса не расходуется и остается химически неизменным.

  2. Катализатор не влияет на константу равновесия при обратимых реакциях. Он не может вызывать те реакции, которые в его отсутствии не идут, а только увеличивает скорость ТД возможных реакции.

  3. Не существует универсальных катализаторов, для каждой конкретной реакции требуется свой особый катализатор.

  4. В присутствии катализатора константа скорости реакции увеличивается, а константа равновесия не изменяется, т.е. катализатор не смещает химического равновесия, он способствует лишь более быстрому его достижению.

Каталитические реакции по фазовому составу участников и катализатора , а не по существу механизма процесса удобно разделить на гомогенный и гетерогенный.

При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе- газовой или в растворе.

Плюсы:

Минусы:

Часто неустойчивы и не подлежат регенерации.

При гетерогенном катализе реагент и катализатор находятся в разных фазах.

Плюсы:

Минусы:

  • Меньшая активность по сравнению с гомогенными катализаторами

  • Требуют жестких условий процесса

  • Неоднородность активных центров

По признакам относящимся к катализатору, гомогенный катализ подразделяется на кислотно-основной и окислительно-восстановительный.

Ферменты-«Природные катализаторы»

белковые молекулы, регулирующие биохимические реакции.

Плюсы:

Минусы:

работают только при определенных условиях, таких, в которых протекают реакции в живых организмах.

Основные представления о катализе и свойствах катализаторов

Большинство химических превращений углеводородов нефти, имеющих практическое зна-чение, осуществляется в присутствии катализаторов. Катализаторы позволяют снижать энер-гию активации химических реакций и тем самым значительно повышать их скорость. В са-мом общем виде в этом и заключается сущность и значение катализа. Проведение реакции в присутствии катализаторов позволяет также резко снижать температуру про­цесса. Для реак-ций, характеризующихся положительным тепло­вым эффектом (полимеризация, гидрирова-ние, алкилирование и др.), это имеет особо важное значение, так как высокие темпе­ратуры с термодинамической точки зрения для них неблагоприятны.

Любой катализатор активно взаимодействует с исходными ре­агентами, но его участие в процессе ограничивается только на­чальными стадиями превращений. В последующих ста-диях он полностью регенерируется и может вновь взаимодействовать с молекулами реаги-рующих веществ. Этим и объясняется, что не­большого количества катализатора достаточно для получения очень больших количеств конечного продукта реакции. Факт сни­жения энер-гии активации химической реакции за счет образова­ния промежуточных систем с участием катализатора является не­сомненным. Однако характер самого взаимодействия с катализато-ром может быть самым разнообразным.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомоген­ном катализе катализатор и реагирующие вещества образуют од­нородную систему, например газовые смеси или жидкие растворы. При гетерогенном катализе катализатор чаще всего находится в твердой фазе, а реагирующие вещества—в газообразном или парообразном состоянии, т. е. в другой фазе. Возможны случаи, когда реагенты и катализатор—жидкости, но не смешивающиеся между собой. В нефтеперерабатывающей промышленности наиболее распространены каталитичес-кие процессы получения топлив каталитический крекинг, изомеризация, риформинг, алки-лирование, гидрокрекинг.

Из новых процессов на применении катализаторов основано более 90%.

В последнее время для удобства рассмотрения механизма катализа принято все каталити-ческие реакции делить на кислотно-основные и окислительно-восстановительные.

Кислотно-основными, или ионными, называются такие катали­тические реакции, которые объясняются присоединением или отщеплением иона водорода (протона), а также реакции, при ко­торых свободная пара электронов у реагирующих веществ или катализатора переме-щается без разобщения электронов, образуя координационную связь в комплексном соеди-нении.

Основаниями называются такие соединения, в молекуле кото­рых имеется неподеленная пара электронов, способная внедряться в электронный слой кислоты. Это наиболее общая трактовка по­нятий кислоты и оснований. С такой точки зрения в группу кис­лот помимо обычных кислых веществ попадают и такие соедине­ния, даже не содержащие водорода, как А1Сlз, РеС1з, ZnCl2, ВFз. Все эти вещества — комплексообразующие катали­заторы.

К кислотно-основным каталитическим реакциям можно отне­сти каталитический крекинг, полимеризацию, изомеризацию, гид­ратацию углеводородов и ряд других превращении

Окислительно-восстановительными называются такие реакции, которые связаны с пере-ходом электронов, т. е. протекают с разъ­единением электронной пары при разрыве валент-ной связи. К ним относятся многочисленные каталитические процессы окис­ления, гидриро-вания, дегидрирования и др.

Активность катализатора характеризует его производитель­ность. Чем активнее катализатор, тем меньше его нужно для пре­вращения определенного количества исходных веществ в конечные продукты за единицу времени. Активность твердого катализатора зави-сит главным образом от состояния его поверхности. Катали­заторы обычно применяются в виде таблеток, шариков или зерен небольших размеров. Для увеличения площади поверхнос-ти часто катализатор наносят на подложку (носитель), обладающую по­ристой поверхностью. В качестве носителей применяют активный уголь, пемзу, кизельгур, оксид алюминия, сили-кагель и искус­ственные цеолиты различных марок. Носитель повышает актив­ность катализа-тора, придает ему механическую прочность и уменьшает его расход.

Активность многих катализаторов удается повысить добавле­нием небольшого количества так называемых промоторов, или активаторов.

Катализатор после каждого элементарного акта реакции оста­ется неизменным. Поэтому, казалось бы, он должен всегда рабо­тать неограниченно долго. Однако на практике срок службы ка­тализатора всегда конечен, так как активность его со временем падает.

Спад активности катализатора (дезактивация) часто называ­ется его утомлением или старе-нием. Причины этого явления раз­личны. Чаще всего снижение активности катализатора наступает в результате отложения на его активных центрах продуктов ре­акции (кокса, смолы, парафинов и т. д.) или вследствие воздей­ствия некоторых примесей в сырье, назы-ваемых каталитическими ядами..

Восстановление активности катализатора называется регенера­цией. Способы регенерации различны. Углистые и смолистые отложения выжигают с поверхности катализатора в токе воздуха, Окисленные катализаторы восстанавливают действием водорода при определенной температуре. Катализаторы, содержащие редкие элементы (например, торий), регенерируют химическим путём. Редкий элемент извлекают из отработанного катализатора и вновь используют для приготовления свежих порций этого же катализатора.

B качестве катализаторов применяются разнообразные вещества: восстановленные металлы, оксиды, кислоты, основания, соли, сульфиды металлов, некоторые органические соединения, Подбор катализаторов, изучение условий их изготовления и применения, пути регенерации и другие вопросы, связанные с катализом,—все это в настоящее время неотъемлемая часть нефтехимической технологии.

КАТАЛИЗАТОРЫ И МЕХАНИЗМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Крекинг нефтяного сырья в присутствии катализаторов, или, коротко, каталитический крекинг — в настоящее время один из основных методов производства базовых компонентов автомобиль­ных бензинов. Применение катализатора в крекинг-процессе вно-Цит значительные изменения как в механизм протекающих пре­вращений углеводородов, так и в состав получаемых продуктов. Преимущества каталитического крекинга заключаются, во-первых, | том, что в результате общего ускорения процесса удается не-|колько снизить температуру крекинга и проводить процесс при |йзком давлении; во-вторых, и это главное, селективное действие Цвтализатора ускоряет такие реакции, которые приводят к накоп-|мению в крекинг-бензине аренов, изоалканов и изоалкенов, обла-Цйющих большими октановыми числами.

I; Процесс проводят в паровой фазе при 450—525 °С под дав­лением не выше 0,15 МПа в присутствии алюмосиликатного ка­тализатора,

До недавнего времени на отечественных заводах применялиЗ аморфные природные синтетические алюмосиликаты, содержащИ в среднем 10—25 % А^Оз, 80—75 % SiOz и некоторое количеств воды, а в виде примесей—оксиды железа, магния, кальция] натрия. Эти катализаторы обладают индексом активности поря! ка 35—38. ;

В настоящее время почти все установки каталитического кр| кинга переведены на работу с синтетическими кристаллическикЯ алюмосиликатными катализаторами, содержащими в своем сост^ ве цеолиты. %

Цеолитами называются природные и искусственные алюмосв ликаты, обладающие чрезвычайно тонкопористой структурой. Он представляют собой водные алюмосиликаты натрия, кальция ‘ других металлов, т. е. это соли алюмокремниевых кислот: напр^ мер, цеолит под индексом 13Х — Nage [(AK^se (ЗЮ2)юб] •267Н2Ё Все цеолиты имеют кристаллическое строение с четко вв раженной структурой. Их общее свойство — наличие мельча! ших полостей, сообщающихся между собой через «окна» (порыЩ Число полостей в кристалле цеолита очень велико. Их общи^ объем может достигать половины всего объема кристалла. Имен| но благодаря этому обезвоженные цеолиты являются прекрасный ми адсорбентами. Но в отличие от других адсорбентов (активы! уголь, силикагель, оксид алюминия и др.) размер пор у цеолито! очень мал и все поры имеют одинаковый диаметр. Для разный типов синтетических цеолитов размер пор колеблется от 0,3 да 1,3 нм. Следовательно, поры цеолита имеют молекулярные ра| меры, благодаря чему цеолиты обладают как бы просеивающими свойствами, т. е. могут пропускать в полости кристалла и адсо| бировать- молекулы только определенного размера, не превышаю щие диаметра пор данного цеолита. Поэтому они получили такж название молекулярных сит.

Синтетические цеолиты выпускаются трех типов: А, X, Y. Цес литы типа А имеют поры 0,3—0,5 нм и применяются для осушк|| и очистки углеводородных газов от углекислого газа и серовод(| рода, а также для адсорбции и отделения нормальных алкансй из их смеси с углеводородами других классов. Цеолиты типа 3 имеют размер пор 0,8—1,3 нм, а типа Y—0,8—0,9 нм. Цеолита Х и Y нашли большое применение в производстве катализаторов

Катализаторы на основе цеолитов 10Х и 10Y (шариковые-» цеокар-2, АШНЦ-3, микросферический РСГ-2ц и другие) харавйЦ теризуются индексом активности близким к 50. Некоторые из эти?» катализаторов содержат оксид рения, что благотворно сказывав! ся на селективности действия катализатора и позволяет получат большие выходы бензина.

Содержание самих цеолитов в цеолитсодержащих катализатс pax невелико (3—15 %). В процессе приготовления катализатор! модифицированные металлами (хромом, рением, платиной, палла­дием и др.) цеолиты вводят в матрицу (подкладку) неорганич^ ских оксидов <SiOz, А1г0з, глины и др.).

Ниже приведена характеристика катализатора РСГ-2ц!

Катализаторы состав и химические свойства

    Однако решающим является состав, химическая природа катализатора, его химические свойства. Последние же в наиболее общем виде определяются положением образующих катализатор элементов в периодической системе. Исходя из этого в предыдущих томах справочника катализаторы были систематизированы в соответствии с периодической системой элементов. Поэтому и в настоящем томе мы старались исходить из этого же принципа и сопоставлять каталитические свойства веществ в отношении данного типа реакций с их положением в периодической системе. [c.6]
    Технологические параметры. Сюда входят ограничения на область изменения а) температуры, определяемой условиями термостойкости катализатора, его химическими свойствами, активности и т. д. б) состав газа из условий взрываемости смесей, влияния его на катализатор в) давлений г) предельного гидравлического сопротивления. [c.404]

    Активность катализатора зависит от его физико-химических свойств строения, химического состава и т. д. Свойства синтетического катализатора зависят не только от качества применяемого для его изготовления сырья, но и от способа производства катализатора. Для естественных катализаторов состав исходной породы также оказывает существенное влияние на каталитическую активность. Некоторые глины (каолин) обладают высокой каталитической активностью к реакциям перераспределения водорода. Активность других глин значительно повышается после их активации кислотами. [c.51]

    Катализатор вступает в химическое взаимодействие с одним или обоими реагирующими веществами, образуя при этом промежуточное соединение (АХ) и входя в состав активированного комплекса. После каждого элементарного химического акта он регенерируется и может вступать во взаимодействие с новыми молекулами реагентов. Таким образом, катализатор направляет химическую реакцию по принципиально новому пути, который отличается от некаталитического числом и природой промежуточных соединений, составом и строением переходного комплекса. Природа сил, вызывающих взаимодействие катализатора и реагентов, та же, что и для обычных химических соединений. Это прежде всего ковалентная связь, донорно-акцеп-торное и кулоновское взаимодействие, водородная связь. Для возникновения химической связи требуется определенное соответствие молекулярных орбиталей реагирующих молекул и катализатора до энергии и симметрии, поэтому катализаторы обладают свойством ус- [c.617]

    Способ смешения мономеров с катализаторами полимеризации оказывает существенное влияние на состав образующейся реакционной смеси и, следовательно, на соотношение продуктов с различным молекулярным весом. Поэтому для экономической эффективности того или иного процесса большое значение имеет именно способ его проведения, особенно если целевой продукт должен обладать заданными физическими и химическими свойствами. Многие аспекты указанной проблемы рассмотрены Денбигом На рис. УИ-21 [c.198]


    Во время работы происходит непрерывное изменение физических и химических свойств катализатора даже при стационарном режиме его работы. Происходят фазовые превращения в катализаторе,например частично переходит в Са(он) , изменяется состав некоторых цементов. [c.188]

    В гетерогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в разных агрегатных состояниях. Наиболее часто катализатор представляет собой твердое вещество, а участники реакции являются газами или жидкостями. Реакция протекает на поверхности зерен и пор катализатора, и, следовательно, свойства поверхности (величина площади, химический состав поверхностного слоя, его структура) играют важную роль для активности катализатора. [c.299]

    Необходимо разделять теорию катализа и теорию приготовления катализаторов. Теория катализа говорит о том, какой катализатор нужен (химический состав, дисперсность, пористость, кислотно-основные свойства), а теория приготовления катализаторов рассматривает методы приготовления катализаторов с заданными свойствами. При этом необходимо учитывать возможность захвата катионов, анионов и газов (Нз, Ог, N2 и др.) и направление генезиса катализаторов при реакции. Трудно сказать, что сложнее предсказать катализатор или приготовить его. [c.145]

    В лабораторных условиях был подобран оптимальный режим процесса, позволяющий удалить до 90% никеля от его исходного содержания. Характерно, что при этом состав катализатора, его физико-химические свойства не изменяются. В настоящее время проводятся исследования по удалению железа, а также по совместному удалению никеля и железа. [c.110]

    При разработке поризованной композиции и подборе составов газобетона в качестве дисперсных наполнителей применялись шамотный порошок и тонкомолотый шамот производства Челябинского металлургического комбината и высокоглиноземистые промышленные отходы — отходы производства нормального электрокорунда АО «Челябинский абразивный завод» (высушенные корундовые шла-мы — порошок с размером зерна 0… 0,2 мм), удовлетворяющие требованиям ГОСТ 20910, и отработанный алюмохромовый катализатор ПМ-2201 ОАО «Каучук» (г. Стерлитамак) по ТУ 38.103544-89. Химический состав и свойства заполнителей приведены в табл. 1,2. Выбор данных заполнителей обусловлен как их свойствами и составом, так и обширным положительным опытом использования в газобетоне на других фосфатных связках. [c.10]

    В реальных условиях окисление циклогексана обычно осложняется ассоциацией и комплексообразованием катализаторов, что отражается на скорости инициирования цепей. Об этом свидетельствует отсутствие пропорциональности в определенных условиях между концентрацией катализатора и скоростью окисления. Степень ассоциации молекул катализатора в углеводороде возрастает с увеличением их концентрации и дипольного момента. Она зависит также от температуры и природы кислотного остатка, входящего в состав соли. Физико-химические свойства катализатора и, следовательно, его активность могут меняться под воздействием продуктов окисления, особенно. образующихся кислот. [c.274]

    Все же, несмотря на эти трудности, могут быть изучены физические и химические свойства поверхность индивидуальных компонентов катализатора (удельная поверхность), состав и кислотность поверхности и, в некоторых случаях, микроскопическая морфология поверхности. Методы определения обшей поверхности, объема пор и распределения пор по

Основная характеристика — катализатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Основная характеристика — катализатор

Cтраница 1

Основная характеристика катализатора состоит в том, что он влияет на скорость химической реакции, но сам не расходуется в течение процесса.  [1]

Основной характеристикой катализаторов, определяемой их химическим составом и свойствами, является активность и избирательность по отношению к данной реакции. Методы определения активности и избирательности изложены в предыдущей главе; они неотделимы от исследования самого каталитического процесса.  [2]

Основной характеристикой катализатора, позволяющей оценить его ускоряющее действие по отношению к данной реакции, является активность. Активность катализатора принято определять соотношением констант скоростей реак-цпи с катализатором и без него. Практически об активности катализатора судят по количеству продукта, получаемого с единицы объема катализатора в единицу времени или по степени превращения исходной смеси реагентов в целевой продукт при стандартных условиях испытания.  [3]

Основной характеристикой катализатора является активность, которая служит мерой его ускоряющего действия на данную химическую реакцию. Чем активнее катализатор ( больше его активность), тем при более низкой температуре, с большим выходом и избирательностью может быть осуществлен химический процесс. Следует отметить, что катализаторы целесообразно применять только для химических процессов, протекающих в кинетической области ( см. стр.  [4]

Основными характеристиками катализаторов являются активность, термическая устойчивость ( стабильность) и мед ничсскан прочность. Температура зажигания катализатора зависит от природ катализатора, состава реакционной смеси и теплового эффек реакции. Катализаторы СВС и ИК имеют пониженную темп ратуру зажигания ЗОД-400 С, а СВД — около 420 — 430 С.  [5]

Основными характеристиками катализаторов крекинга являются химический состав, насыпная плотность, пористая структура, стабильная активность, фракционный состав и прочность. Испытание отечественных микросферических катализаторов осуществляют по ОСТ 38.011 61 — 78, зарубежных — по стандартам ASTM или фирм-разработчиков.  [7]

Рассмотрим ниже основные характеристики катализатора ( структуру, валентное состояние элементов, входящих в его состав, перенос заряда), их влияние на каталитические свойства, участие различных форм кислорода в окислительном катализе, а также изменение свойств поверхности катализатора под влиянием компонентов реакции.  [8]

Среди основных характеристик катализатора окисления этилена в окись этилена, таких, как механическая прочность, удельная поверхность и пористость, стойкость к отравлению, теплопроводность, производительность и др., особое место занимает его избирательность ( селективность) при окислении этилена. Избирательность характеризуется числом молей этилена, превращенного в окись этилена, приходящихся на 1 моль прореагировавшего этилена, и выражается в процентах.  [9]

К основным характеристикам катализатора относятся активность его, избирательность, стабильность, малая отравляемость, прочность зерен, себестоимость. Образование кокса на поверхности катализатора и последующая регенерация его составляют отдельный этап всего технологического процесса крекинга и будут рассмотрены более детально ниже.  [10]

Для сохранения стабильными основных характеристик катализатора в температурных условиях эксплуатации его следует обрабатывать ( стабилизировать) при более высоких температурах в процессе изготовления. Для катализаторов конверсии природного газа такими температурами являются 1000 — 1200 С. При этих температурах получающиеся на основе гидроокисей высокодисперсные нестабильные окислы металлов подвергаются значительному спеканию, приводящему к получению материалов, обладающих малой пористостью. Катализаторы, полученные на основе порошкообразных предварительно прокаленных окислов металлов, в условиях высокотемпературной прокалки благодаря большой стабильности своей пористой структуры спекаются в меньшей мере. Это позволяет получить достаточно пористые катализаторы при температурах прокалки 1200 — 1400 С.  [11]

В табл. 1 приведены основные характеристики катализатора.  [13]

В данной статье приводятся основные характеристики катализаторов ГИАП-21-1, ГИАП-21-2 и для сравнения — ГИАП-3-6Н, а также результаты исследования и внедрения в промышленность указанных выше катализаторов.  [14]

На современном этапе развития науки основные характеристики катализатора — активность и избирательность, а также кинетические параметры процессов могут быть определены лишь прямыми измерениями. Между тем точность и надежность в значительной степени определяются надежностью применяемых методов исследования.  [15]

Страницы:      1    2

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о