Большинство - промышленный катализатор
Cтраница 2
Такими активаторами, или промотирующими добавками, для железных катализаторов синтеза аммиака являются, например, окислы алюминия и калия. Большинство промышленных катализаторов являются промотированными и имеют сложный состав. [16]
Для метанирования требуется минимальное количество аппаратуры и сравнительно недорогой катализатор. Большинство промышленных катализаторов метанирования содержит никель. [17]
Никелевые катализаторы оказались более активными, чем железо, для метанирования окислов углерода; они значительно более селективны, что исключает проблемы отложения углерода и образования углеводородов. Большинство промышленных катализаторов метанирования содержат никель ( как активную фазу), нанесенный на такую инертную основу, как окись алюминия, каолин или цемент из алюмината кальция. [18]
Поскольку любой каталитический процесс протекает на поверхности контактной массы, скорость и глубина такого процесса во многом определяются поверхностью катализатора. Для большинства промышленных катализаторов 5УД составляет от нескольких десятков до нескольких сотен м2 / г. Чтобы обеспечить столь высокую удельную поверхность, контактные массы должны быть материалами с высокой пористостью. Мелкие поры, пронизывая зерно контактной массы, создают внутреннюю поверхность, которая, как правило, в несколько сотен раз больше ее наружной поверхности. [19]
В соответствии с упрощенной схемой контактного процесса первым его этапом является перенос исходных веществ из газовой фазы к внешней поверхности катализатора. Однако большинство промышленных катализаторов имеет развитую внутреннюю поверхность, иногда в десятки тысяч раз превышающую внешнюю поверхность. Скорость переноса реагентов к внутренней поверхности зерен катализатора оказывает большое влияние на ход контактного процесса. [20]
Из уравнения ( 1 - 45) следует, что роль поверхностной диффузии действительно должна увеличиваться с повышением давления, так как коэффициент диффузии в газовой фазе уменьшается с повышением давления. Для большинства промышленных катализаторов, имеющих широкое распределение пор, точный анализ влияния давления затруднителен, так как доля потока, приходящегося на поры определенного диаметра, зависит от давления. [21]
Численное значение, полученное по формуле (3.24), надо до-множитъ на коэффициент, который приблизительно равен 1 2 для железа и никеля, 1 25 - для цинка, 1 35 - для алюминия, 1 47 - для меди. Для большинства промышленных катализаторов конверсии формула ( 3 24) справедлива без поправок. [22]
Неудивительно, поэтому, что скорость переноса реагирующих веществ внутри пор, пронизывающих зерна контакта, оказывает существенное влияние на протекание большинства контактных процессов. К сожалению, мы не располагаем пока данными о структуре большинства промышленных катализаторов. Опубликованные в последнее время исследования структуры не сопоставляются с каталитической активностью, а иногда даже совсем неуказываются состав катализатора9 и область его применения. Подробно исследованы катализаторы синтеза аммиака. По данным Эмметта и Брунауера10, поверхность железного катализатора, промотированного окисями алюминия и калия, составляет 6.5 - 104 см2 / см3, что в случае однородной структуры соответствует диаметру капилляров около 10 - s см. Внутренняя поверхность силикагелей достигает 5 - 10е см2 / см3, и преобладающий диаметр пор лежит в интервале 10 - 6 - 10 - 7 см. Некоторые сорта содержат также значительное число и крупных пор. [23]
Поскольку при переработке сернистого сырья сернистые соединения разлагаются с выделением сероводорода, сероводород всегда присутствует в газах термического крекинга сернистого сырья, в газах гидрокрекинга и гидроочистки. Дальнейшая переработка газообразных углеводородов без очистки от сероводорода невозможна не только вследствие сильной коррозии аппаратуры, но и потому, что сероводород является ядом для большинства промышленных катализаторов. При выделении из газа сероводорода одновременно решаются две задачи: очистка газа и получение концентрированного сероводорода, являющегося сырьем для производства серы и серной кислоты. [24]
 |
Кристаллы пепсина. [25] |
Промышленное применение результатов лабораторных исследований по гетерогенному катализу часто требует решения сложных самостоятельных задач. Реакции могут протекать как в статических условиях, так и в потоке. Большинство промышленных катализаторов представляют собой пористые зерна с развитой внутренней поверхностью. [26]
Бензол является одним из наиболее стойких к окислению углеводородов, поэтому для его взаимодействия с кислородом требуются высокие температуры и катализатор. Обычно окисление проводят при 350 - 450 С, давлении, близком к атмосферному, и продолжительности контактирования на катализаторе-от 0 2 до 1 3 с. Большинство промышленных катализаторов готовится на основе смеси оксидов ванадия и молибдена с небольшими добавками оксидов кобальта [ 48, с. Для повышения активности и селективности катализаторов рекомендуются также добавки оксидов бора, фосфора, натрия и других соединений. Срок службы катализатора составляет два года и более. [27]
В соответствии с упрощенной схемой контактного процесса первым его этапом является перенос исходных веществ из газовой фазы к внешней поверхности катализатора. Однако большинство промышленных катализаторов имеет развитую внутреннюю поверхность, иногда в десятки тысяч раз превышающую внешнюю поверхность. Скорость переноса реагентов к внутренней поверхности зерен катализатора оказывает большое влияние на ход контактного процесса. [28]
Таким образом, реакция на поверхности не имеет существенного значения до тех пор, пока отношение поверхность / объем по порядку величины меньше 1010 см 1 ( обычно это отношение близко к 1 для большинства реакционных сосудов) или энергия активации на поверхности на 15 ккал и более ( при 300 К) не достигает энергии активации гомогенной реакции; при уменьшении давления роль реакции на поверхности возрастает. Такие чисто практические вычисления, как будет показано, вообще пригодны для сравнения скоростей гомогенных и гетерогенных реакций. Заметим в связи с этим, что эффективные поверхности большинства тонко измельченных промышленных катализаторов составляют 10 - 200 м2 / г, или около 106 см2 / г. Такая относительно большая поверхность катализатора увеличивает соотношение частот соударений. [29]
Таким образом, реакция на поверхности не имеет существенного значения до тех пор, пока отношение поверхность / объем по порядку величины меньше 1010 см 1 ( обычно это отношение близко к 1 для большинства реакционных сосудов) или энергия активации на поверхности на 15 ккал и более ( при 300 К) не достигает энергии активации гомогенной реакции; при уменьшении давления роль реакции на поверхности возрастает. Такие чисто практические вычисления, как будет показано, вообще пригодны для сравнения скоростей гомогенных и гетерогенных реакций. Заметим в связи с этим, что эффективные поверхности большинства тонко измельченных промышленных катализаторов составляют 10 - 200 м / г, или около 10 см / г. Такая относительно большая поверхность катализатора увеличивает соотношение частот соударений. [30]
Страницы: 1 2 3