Cтраница 1
![]() |
Номограмма для оценки границы кинетической области. [1] |
Оптимальная пористая структура и размеры зерен для сложных реакций отвечают значению параметра ф, характеризующему кинетическую область. [2]
Оптимальная пористая структура катализатора окисления диоксида серы при низких температурах - бидисперсная с микропорами размером не более 200 А и макропорами - 2000 - 5000 А. [3]
Оптимальную пористую структуру определяют следующим образом. [4]
Выявление оптимальных пористых структур основано на моделировании температурных и концентрационных полей в условиях химического процесса. Знаковой моделью служат уравнения диффузии и теплопроводности с источниками. [5]
Создание оптимальной пористой структуры - весьма сложная задача, легче всего она может быть решена на ранних стадиях приготовления катализатора. [6]
![]() |
Схема цилиндроканальной структуры. [7] |
При подборе оптимальной пористой структуры необходимо учитывать размер зерен катализатора. [8]
Наряду с подбором оптимальной пористой структуры особое внимание при изготовлении промышленных катализаторов должно быть уделено выбору таких размеров и формы зерен катализатора, которые обеспечивали бы наиболее рациональные условия работы контактных аппаратов. Из выражения (1.2) следует, что для контактов с одинаковым значением удельной каталитической активности безразмерный параметр f прямо пропорционален длине капилляров I, т.е. среднему размеру зерна. В соответствии с этим уменьшение величины зерен должно способствовать увеличению активности катализатора в результате снижения диффузионного торможения. С уменьшением размера зерен, однако, возрастает гидравлическое сопротивление слоя катализатора. [9]
Если в отношении оптимальной пористой структуры теория в каждом отдельном случае может дать совершенно четкие рекомендации, то в отношении способов создания требуемой структуры дело обстоит гораздо хуже. Регулирование тонкой пористой структуры удобнее всего осуществлять на тех стадиях приготовления катализатора, когда его основные компоненты находятся в коллоидной форме. При обезвоживании гелей сжатие сруктуры, определяющее размеры пор, зависит от величины капиллярных сил, стягивающих структуру, и от прочности каркаса геля, противодействующей этому стягиванию. [10]
Наряду с подбором оптимальной пористой структуры особое внимание при изготовлении промышленннх катализаторов должно быть уделено выбору таких размеров и формы зерен катализатора, которые обеспечивали бы наиболее рациональные условия работы контактных аппаратов. Из выражения (1.2) следует, что для контактов с одинаковым значением удельной каталитической активно - спи безразмерный параметр у прямо пропорционален длине капилляров /, т.е. среднему размеру зерна. В соответствии с этим уменьшение величины зерен должно способствовать увеличению активности катализатора в результате снижения диффузионного торможения. С уменьшением размера зерен, однако, возрастает гидравлическое сопротивление слоя катализатора. [11]
Важной проблемой является обеспечение оптимальной пористой структуры катализатора. Катализатор высокотемпературной конверсии с тонкопористой структурой и большой удельной поверхностью не является оптимальным. Во-первых, мелкопористая структура не обладает достаточной стабильностью при высоких температурах. Во-вторых, при малых размерах пор имеет место Кнудсеновская диффузия, которая лимитируется размером пор. При относительно низких давлениях ( 0 1 - 0 5 МПа) положительный эффект дает создание бидасперсной структуры / 20 / катализатора. Радиусы пор должны быть такими, чтобы в них имела место объемная диффузия. При высоких давлениях ( выше 2 5 МПа) это условие почти всегда выполняется, а радиус пор выбирается обыч-но по условиям термостабильности. [12]
Стратегию принятия решений при поиске оптимальной пористой структуры катализаторов необходимо строить с учетом важнейших качественных закономерностей, определяющих взаимосвязь между активностью катализатора и характером строения его пор. Например, при низкой удельной активности рекомендуется использовать катализаторы с монодисперсной структурой и развитой внутренней поверхностью. Для катализаторов с высокой удельной активностью при низких и средних давлениях следует стремиться к созданию бидисперсной структуры, сочетающей наличие узких и широких пор. Широкие поры призваны обеспечивать перенос реагирующих веществ вглубь зерна и более полное использование внутренней поверхности катализатора с развитой системой узких пор. [13]
В случае применения этого определения оптимальной пористой структуры катализатора к высокотемпературным контактам его необходимо уточнить. Это связано с тем, что активность катализатора конверсии углеводородов не является фактором, лимитирующим интенсивность протекания процесса. Из опыта эксплуатации таких катализаторов в производственных условиях хорошо известно, что наибольшие производственные трудности связаны с недостаточной механической прочностью катализатора. [14]
Достаточно ясен вопрос и об оптимальной пористой структуре твердых катализаторов, применяемых для осуществления различных реакций. Она определяется в основном соотношением скоростей химического превращения и диффузии реагирующих веществ внутри зерен катализатора. Подробно развитая теория позволяет установить в зависимости от удельной каталитической активности, кинетики реакции, давления и других условий проведения процесса наиболее выгодную С точки зрения скорости образования полезного продукта пористую структуру. [15]