Cтраница 4
С, упрощает применение этого процесса. По выданным ГИАП исходным данным ОКБНО сделало зскизнь:: : проект конвертора природного газа, в котором предусматривается использование возможностей вращающегося регенеративного теплообменника и насадки в виде подходящего для згой цели катализатора. При расчете, сделанном для этого аппарата, основным вопросом, требующим разрешений, является работоспособность катализатора в условиях нестационарного режима. Здесь существенную роль играют такие проблемы, как термостойкость катализатора, сохранение расчетной активности его, поскольку загруженный в аппарат катализатор подвергается частым воздействиям со стороны греющего и конвертируемого газа. За каждый период, длительность которого составляет несколько десятков секунд, на катализатор действуют теплосмены в температурном интервале от 1500 до ЮОО С, а также смены окислительной и восстановительной атмосфер. [46]
Механизм активирующего действия добавок сложен, разнообразен и во многих случаях окончательно не выяснен. Активация может происходить вследствие химического взаимодействия добавок с каталитическим веществом с образованием продуктов, обладающих повышенной каталитической активностью. Добавки могут образовывать с катализатором твердые растворы с электронной структурой, соответствующей большей каталитической активности. В иных случаях активатор увеличивает поверхность каталитически активного вещества или повышает термостойкость катализатора, а иногда служит защитой основного катализатора от действия контактных ядов. [47]
Резкое, повышение температуры в верхнем слое катализатора приводит к снижению его активности. Поэтому для верхнего слоя целесообразно пользоваться термостойким катализатором, способным сохранять свои свойства в случае временных перегревов. В то же время катализатор должен быть активным и при более низких температурах нижнего слоя катализаторной коробки. Но такое сочетание свойств трудно осуществить, так как при повышении термостойкости катализатора активность его, как правило, падает. Таким образом, целесообразно пользоваться двумя катализаторами. [48]
По утверждению Рабовской54, катиониты КУ-1 и КУ-2 в сравнительно мягких условиях гидратации окиси этилена жидкой водой ( 50 С) после 5 - 6 ч работы снижают активность на 70 - 80 % с потерей 30 - 40 % содержавшейся в них серы. При парофазной гидратации еще сильнее проявляется тепловой эффект реакции74, приводящий даже к обугливанию катионита. Нужно, однако, отметить, что другие авторы78 дают более оптимистическую оценку термостабильности сульфополистирольного катионита и утверждают, что при 130 С его активность сначала быстро падает до 85 - 90 % от первоначальной величины, а затем остается неизменной. В литературе можно найти целый ряд примеров подобных, противоречий и все они подчеркивают важность совмещения работ по катализу ионитами с исследованиями термостойкости катализаторов в соответствующих средах. [49]
Активаторами, или промоторами, называют вещества, повышающие активность основного катализатора. Например, в ванадиевой контактной массе для производства серной кислоты необходимыми активирующими добавками к основному компоненту - пятиоксиду ванадия служат оксиды щелочных металлов. Активация может происходить вследствие химического взаимодействия добавок с каталитическим веществом с образованием продуктов, обладающих повышенной каталитической активностью. Добавки могут образовывать с катализатором твердые растворы с электронной структурой, соответствующей большей каталитической активности. Иногда активатор увеличивает поверхность каталитически активного вещества или повышает термостойкость катализатора, а иногда служит защитой основного катализатора от действия контактных ядов. [50]
Механизм действия активаторов разнообразен. Одной из причин активации катализатора считают образование химических соединений из катализатора и промотора, обладающих повышенной каталитической активностью. В образовании этих соединений иногда принимают участие реагирующие вещества или же продукты реакции. Промоторы могут образовать с катализатором твердые растворы, электронная структура которых обусловливает повышенную способность к протонному или электронному обменам. В других композициях активатор увеличивает поверхность каталитически активного вещества или повышает термостойкость катализатора. Иногда промотор значительно уменьшает отравляемость катализатора. [51]
Акт и в а т о р а м и или промотора ми называют вещества, повышаювдй е актЙВнтеТь ЪЙ1бв но1го катализатора. Например, в ванадиевой контактной массе для производства серной кислоты необходимыми активирующими добавками к основному компоненту - пятиокиси ванадия являются окислы щелочным металлов. Механизм активирующего действия добавок сложен и окончательно не выяснен. Активация может происходить вследствие химического взаимодействия добавок с каталитическим веществом с образованием продуктов, обладающих повышенной каталитической активностью. Добавки могут образовывать с катализатором твердые растворы с электронной структурой, соответствующей бвльшей каталитической активности. В иных случаях активатвр увеличивает поверхность каталитически активного вещества или повышает термостойкость катализатора, а иногда служит защитой основного катализатора от действия контактных ядов. [52]