Кислотность катализаторов и реакционная способность.
В реакциях протекающих только на кислотных центрах (например, полимеризация олефинов) активность коррелирует с кислотностью поверхности (в соответствии с уравнением Бренстеда).
Опыт показывает, что наибольшая кислотность достигается на смешанных оксидах, в которых катионы имеют разное координационное число (или степень окисления). В Таблице 5.23 приведены смешанные оксиды с широким спектром кислотности поверхности. Каталитическая активность гетерогенных кислотных катализаторов соответствует каталитической активности гомогенных минеральных кислот с тем же значением кислотности. Но при этом гетерогенные катализаторы имеют преимущество по термической стабильности и легкости отделения от реакционной массы.
Таблица 5.23.
Сила кислотных центров двойных оксидов.
Состав компонентов А-В | Содержание компонента А, % | Удельная поверхность, м2/г | Н0 |
Al2O3 - SiO2 ZrO2 - SiO2 Ga2O3 - SiO2 BeO - SiO2 MgO - SiO2 Y2O3 - SiO2 La2O3 - SiO2 | 92.5 92.5 92.5 | - 8.2 (» 90% H2SO4) - 8.2 ¸ -7.2 - 8.2 ¸ -7.2 - 6.4 - 6.4 - 5.6 (» 71% H2SO4) - 5.6 ¸ - 3.2 |
В таблице 5.24 приведены интересные результаты, демонстрирующие влияние кислотности на показатели эффективности катализаторов в реакциях изомеризации полимеризации и крекинга.
Таблица 5.24.
Поведение кислотных катализаторов в различных реакциях в порядке увеличения кислотности.
Катализатор | Изомеризация н-пентана (+ нанесенная Pt); Температура реакции, оС | Полимеризация пропилена при 200оС; Конверсия, % | Крекинг н-гептана; Температура достижения 10%-ной конверсии, оС |
a-Al2O3 SiO2 ZrO2 TiO2 g-Al2O3, низкая удельная поверхность g-Al2O3, высокая удельная поверхность g-Al2O3, хлорированный MgO - SiO2 Гетерополикислота g-Al2O3, фторированный Алюмосиликат Цеолит (Н-форма) Н3РО4 на носителе AlCl3, HCl/Al2O3 | не активен не активен не активен не активен не стабильна - | < 1 0-5 10-20 20-30 70-80 > 80 > 90 > 95 90-95 | не активен не активен не активен не активен не активен не стабильна не стабильна |
Данные Таблицы 5.24 показывают, что каталитическая активность испытанных твердых кислот в выбранных трех модельных кислотно-каталитических реакциях меняется симбатно и увеличивается с увеличением кислотности.
Основные катализаторы
Твердые основные катализаторы, в отличии от кислотных, используются лишь в не большом количестве промышленных процессов. По химическому строению твердые основные катализаторы представляют собой, в основном, смесь оксидов щелочноземельных и щелочных металлов.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 477;