химический каталог




Технология катализаторов

Автор И.П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.И.Дерюжкина

тор — это участник химического взаимодействия между реагентами. Причем процессы воздействия реакционной

53 смеси на катализатор не обязательно являются стадиями каталитической реакции. Учитывая это обстоятельство,'необходимо изучение кинетики реакций гетерогенного катализа как в стационарном, так и при нестационарном состоянии катализатора. Катализаторы представляют собой сложные системы, которые помимо основных активных веществ могут содержать промотирующие добавки и носитель. Кроме того, под действием реакционной среды состав контактных масс, как правило, трансформируется и соответственно усложняется.

Промотором (активатором) называют добавку к катализатору небольшого количества вещества, которое может быть само по себе каталитически неактивным в отношении данной реакции, но сильно повышает активность собственно катализатора. Это своего рода катализаторы для катализаторов [42, 43]. Эффективность действия промоторов зависит от их количества (см. рис. 1.2). При определенном соотношении активного компонента и промотора наблюдается максимум активности.

По классификации, данной Ч. Сеттерфилдом [39], промоторы делят на два основных класса: текстурные, оказывающие физическое воздействие, и структурные, природа влияния которых химическая.

Текстурные промоторы присутствуют в катализаторе, как правило, в виде мелких частичек и оказывают тормозящее действие на спекание активной фазы. Эффективность промотора связана с его дисперсностью, которая должна быть значительно выше, нежели таковая активной составляющей. Текстурные промоторы должны иметь высокую температуру плавления, например: у А1„03 гпл = 2027 "С, у Si02 — 1700 °С, у Сг203 — 2435 °С, yMgO—2802°С ит. д. Текстурные промоторы не изменяют энергии активации реакции. Примером текстурного промотора может быть оксид алюминия, вводимый в малых количествах в железный катализатор синтеза аммиака [44], или же оксид хрома в цинк-хромовом катализаторе синтеза метанола. Оксид хрома уменьшает спекание оксида цинка, который в «чистом виде» является хорошим катализатором, но очень быстро теряет свою активность из-за образования больших кристаллов [19, 45—47].

Структурные (химические) промоторы изменяют химический состав катализатора. При этом механизм их действия сложен и не однозначен. Они могут следующим образом воздействовать на катализатор: а) ускорять образование промежуточных соединений; б) создавать дефекты в кристаллической решетке или промежуточные замещения; в) изменять электронную структуру катализатора, т. е. облегчать присоединение или отрыв электронов в кристалле, и, следовательно, изменять прочность хемосорб-ции.

В отличие от текстурных промоторов, структурные изменяют энергию активации реакции. Так, введение К20 в железный катализатор синтеза аммиака изменяет хемосорбционные

54 свойства катализатора по отношению к водороду и кинетику реакции.

Смешанные катализаторы отличаются тем, что практически все компоненты в них находятся в соизмеримом количестве и являются активными в отношении данной реакции [44, 47, 48]. Составляющие смешанных контактных масс в процессе их формирования могут реагировать между собой с образованием нового, более активного соединения. Так, железомолибде-новый катализатор окисления метанола в формальдегид представляет собой молибдат железа, получающийся при соотношении оксидов молибдена и железа, равном 1,5 : 1. Катализатор, содержащий иное соотношение оксидов, будет менее активен в результате существования двух фаз — молибдата железа и избытка Мо03 или Fe203 [49]. В железомедном катализаторе окисления диоксида серы происходит образование сложных совместных же-лезомедных соединений типа CuFeOj, CuFe204, Fe2Cu04, что обеспечивает повышение активности по сравнению с чистыми оксидами железа и меди [50]. Повышенная активность смешанных катализаторов может быть связана с тем, что реакция протекает на границе раздела фаз и на нее влияют поверхности различных типов.

Катализаторы на носителях являются широко распространенным типом сложных контактных масс. При подборе носителей следует иметь в виду их определенные основные характеристики: 1) необходимые механические свойства, в том числе прочность на раздавливание и истирание, твердость; 2) стабильность в условиях реакции и регенерации (в том числе термостойкость и коррозионная устойчивость); 3) пористость, определяемую средним размером пор и распределением объемов пор по радиусам [39, 51, 52].

В настоящее время все шире используют синтетические носители, которые имеют по сравнению с природными материалами ряд преимуществ. К таковым можно отнести: постоянство химического состава; возможность регулирования пористой структуры, что позволяет ее оптимизировать; возможность получения катализаторов в виде гранул заданных формы, размеров и др. [41].

Оптимальное сочетание указанных характеристик прежде всего удалось получить для оксида алюминия, силикагеля и активного угля. Именно эти материалы широко распространены как носители.

Носитель не должен спекаться в условиях р

страница 22
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113

Скачать книгу "Технология катализаторов" (2.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
столы книжки раскладные обеденные недорого
линзы аква вью официальный сайт цены
1 триместр нормы узи
как исправить вмятину на колесе

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.07.2017)