НАНЕСЕННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ.

<5 6 789 10 11 >

Нанесенные катализаторы представляют собой наибольшую группу гетерогенных промышленных катализаторов, используемых как в нефтепереработке и химических производствах, так и в технологии очистки газовых выбросов. Нанесенные катализаторы - это катализаторы в которых активный компонент (как правило металл) в небольшом количестве нанесен на поверхность твердого носителя (как правило пористого и инертного).

Носителю придают различную геометрическую форму: порошок, таблетки, экструдат (цилиндрическая форма), сфера, монолит с регулярными или нерегулярными каналами и пр.

Наиболее широко распространенными носителями являются: (g и a)-Al₂O₃, силикагель, MgO, TiO₂, ZrO₂, алюмосиликаты, цеолиты, активированный уголь, керамика. В Таблице 5.26 приведены некоторые примеры.

Таблица 5.26.

Пример промышленного использования важнейших каталитических носителей.

Носитель	S_уд, м²/г	Активный компонент	Процесс
g-Al₂O₃ a-Al₂O₃ Алюмосиликаты Силикагель Цеолиты TiO₂ Активированный уголь Керамика	160-250 5-10 180-1600 200-800 500-700 40-200 600-1800 0,5-1	Pt Pd Ag Pt Ni Pd/Au Cs, La Pd V₂O₅ V₂O₅/WO₃/MoO₃ Благородные металлы Ag V₂O₅	Реформинг. Селективное гидрирование ацетиленовых связей. Получение этиленоксида. Реформинг. Гидрирование растительных масел. Ацетоксилирование этилена с получением винилацетата. Каткрекинг Гидрокрекинг Окисление о-ксилола до фталевого ангидрида. Селективное каталитическое восстановление (SCR) NO_X до N₂. Процессы гидрирования различных функциональных групп. Получение этиленоксида. Окисление бензола до малеинового ангидрида и о-ксилола до фталевого ангидрида.

Основные причины распространенности нанесенных катализаторов:

1. Цена: Дорогой активный компонент (например благородные металлы) используются в низких концентрациях (0,1-5%) на дешевых носителях.

2. Активность: Высокая удельная активность катализатора обеспечивается высокой удельной поверхностью носителя и высокой дисперсностью активного компонента на поверхности.

3. Селективность: Высокая селективность обеспечивается совместным катализом как активным компонентом, так и носителем (бифункциональные катализаторы; например, катализаторы реформинга) или ситовым эффектом пористого носителя.

4. Регенерируемость: Высокая термо- и механическая стойкость носителя повышает регенерируемость катализатора, что позволяет снизить затраты на катализатор.

Основным фактором при выборе подходящего носителя является распределение активного компонента в порах носителя. Кроме того необходимо учитывать множество физико-химических характеристик, влияющих на технологические показатели процесса (Табл. 5.27).

Таблица 5.27.

Характеристики носителя и их влияние на показатели процесса.

Физические характеристики

Химические характеристики

Удельная поверхность (à активность, дисперсность активного компонента) Порозность (à массо- и теплообмен в реакторе, перепад давления) Размер и форма частиц (à массо- и теплообмен в реакторе, перепад давления, диффузия в порах, фильтруемось и оседаемость для порошковых катализаторов) Механическая прочность (à время жизни, регенерируемость) Термическая стабильность (à время жизни, регенерируемость) Насыпная плотность (à концентрация активного компонента в единице объема реактора, производительность) Разбавление сверхактивных фаз (à снижение теплонапряжений и избежание горячих точек)

Удельная активность (à производительность, тепловыделение) Взаимодействие с активным компонентом (à селективность, бифункциональность, коалесценция частиц активного компонента с уменьшением дисперсности) Дезактивация (à стойкость к зашлаковыванию и отравлению, время жизни) Инертность по отношению к реагентам, продуктам и растворителям (à селективность)

Проведем анализ влияния на эффективность нанесенных катализаторов некоторых из приведенных в Таблице 5.27 факторов.

<5 6 789 10 11 >

Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 471;

Поиск по сайту

Узнать еще