Cтраница 3
Гофер, Пиблз и Кон [21] обуглероживали окисью углерода образцы двух катализаторов: восстановленного железного катализатора синтеза аммиака Fe-MgO - K20) и катализатора окись железа-окись меди1 - карбонат калия. [31]
Таким образом, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что активность и устойчивость железных катализаторов синтеза аммиака определяется совокупностью действия структурных и электронных модификаторов. Эта структура характеризуется большими расстояниями между ионами железа, что обусловливает необходимую пространственную ориентацию адсорбированных атомов азота. Дезактивация связана с изменением химического состава и, следовательно, структуры работающей поверхности катализатора. Увеличение содержания KjO приводит к ускорению рекристаллизационных процессов, вызывая снижение устойчивости катализатора. [32]
Метод пассивации впервые был предложен М.И.Темкиным и В.М.Пыжовым / § 2 / для снятия пирофорности железных катализаторов синтеза аммиака. [33]
В последнее время было показано [ в ], что добавки окислов молибдена и вольфрама в промотированный железный катализатор синтеза аммиака повышают его активность. Были приготовлены образцы без промоторов и с добавками: 1) 10 % окиси молибдена; 2) 10 % окиси молибдена и 10 % окиси кальция; 3) 10 % окиси вольфрама; 4) 10 % окиси вольфрама и 10 % окиси кальция; 5) 20 % окиси молибдена, 20 % окиси кальция, 20 % окиси калия. [34]
Среди изучавшихся железных катализаторов одним из наиболее перспективных является плавленый железный катализатор, по способу приготовления аналогичный железным катализаторам синтеза аммиака. [35]
Были проведены исследования изотерм адсорбции ряда газов при температурах, близких к их точкам кипения, на железном катализаторе синтеза аммиака. [36]
Для поддержания стабильной степени конверсии аммиака необходима тщательная очистка аммиачно-воздушной смеси от механических примесей, особенно от оксидов железа и пыли железного катализатора синтеза аммиака. Пыль и оксиды железа, попадая на катализаторные сетки, засоряют их, уменьшая поверхность соприкосновения газов с поверхностью катализатора и снижая степень окисления аммиака. Кроме того, пыль проникает в улавливающие массы, блокирует их поверхность и снижает степень улавливания платины. [37]
Наконец, следует отметить, что адсорбцию окиси углерода при 77 К уже давно используют для измерения величины поверхности металла в железных катализаторах синтеза аммиака [102-105], принимая Хт. Методика определения предполагает повышение давления окиси углерода до - 60 кПа, в полученные результаты вводится поправка на физическую адсорбцию. [38]
В первых раздельных измерениях поверхности компонентов, выполненных Бурштейн 67 ( платина на угле), Эмметом и Брунау-эром 58 ( промотированные железные катализаторы синтеза аммиака), Боресковым и Карнауховым 59 ( платина на силикагеле), была использована специфичность хемосорбции. Так, в последней из этих работ, путем сопоставления изобар адсорбции водорода и на платине и силикагеле была найдена оптимальная температура опытов 250 С, при которой адсорбция на силикагеле оказалась минимальной, а хемосорбция на платине - достаточно большой. [39]
Регенерация уловленной платины из масс на основе оксида кальция проще, чем из других масс. Для эффективного улавливания теряемой платины, так же как и для повышения стабильной конверсии аммиака, необходима тщательная очистка аммиачно-воздушной смеси от механических примесей, особенно от оксидов железа и пыли железного катализатора синтеза аммиака. Как уже отмечалось ранее, пыль и оксиды железа, попадая на катализатор-ные сетки, засоряют их, сокращая поверхность соприкосновения смеси газов с поверхностью катализатора и снижая тем самым степень окисления аммиака. Кроме того, эта пыль проникает до поверхности улавливающих масс, блокирует ее и снижает степень очистки газа от теряемой платины. [40]
На аналогичном реакторе / 104 / был проведен следующий эксперимент. Железный катализатор синтеза аммиака был расположен в катализаторной трубке в виде слоя высотой 6 - 7 мм; сверху и снизу катализатора засыпали слой битого кварца высотой 2 - 3 мм. Спаи обнаженных термопар были приближены к сеткам на 2 - 3 мм, т.е. расстояние между спаями верхней ( на входе) и нижней ( на выходе из катализатора) термопар составляло 18 - 20 мм. [41]
На аналогичном реакхорв / Г04 / был проведен оледущий эксперимент. Железный катализатор синтеза аммиака был расположен в катализаторяой трубке в виде слоя высотой 6 - 7 мм; сверху и снизу катализатора ваоы-пали слой битого кварца высотой 2 - 3 мм. Спаи обважеваых термопар были приближены к сеткам аа 2 - 3 мм, т.е. расстояние между спаями верхней ( на входе) и нижней ( на выходе из катализатора) термопар составляло 18 - 20 мм. [42]
Фишера - Тропша с восстановленным железным катализатором синтеза аммиака было замечено, что частицы катализатора полностью заполняются углеводородами, являющимися жидкими при температуре синтеза, и процесс сильно лимитируется диффузией реагирующих веществ через это масло. В качестве первого приближения можно считать, что при реакции синтеза эффективно используется лишь часть массы катализатора, примерно на глубину 0 1 мм от внешней поверхности зерна. Очевидно, что превращение синтез-газа можно эффективно проводить, если толщина слоя катализатора составляет около 0 1 мм, а также что концентрация продуктов реакции, водяных паров и углекислого газа возрастает до максимального значения именно на этом расстоянии. Таким образом, в толще катализатора создаются идеальные условия для окисления железа, и окисляющее действие катализатора локализуется преимущественно во внутренней части зерен. Эти фазовые превращения приводят к потере механической прочности катализатора и порождают разнообразные трудности, связанные с измельчением катализатора. Исходя из этих фактов, Бенсон и Шульц пришли к выводу, что эффективный катализатор должен представлять собой слой активного материала толщиной примерно 0 1 мм, нанесенный на прочный инертный материал. [43]
Если сернистое соединение необратимо и прочно адсорбируется на части каталитически активных центров, но не изменяет существенно природу остальных центров, то активность катализатора снижается только за счет уменьшения работающей поверхности. Уменьшение доли работающей поверхности промотированных железных катализаторов синтеза аммиака при действии H2S, SO2, CS2, COS, C2H5SH и тиофена доказано [425] с помощью детальных адсорбционных исследований. [44]
В других случаях промоторы предохраняют основной компонент катализатора от рекристаллизации. Так, промотор-окись алюминия, введенный в железные катализаторы синтеза аммиака, образует как бы межкристаллитные прослойки, препятствующие укрупнению кристаллов. [45]