Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow Катализ в органической технологии

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Специфические особенности ведения и аппаратурного оформления гетерогенно-каталитических жидкофазных процессов

Твёрдые катализаторы применяют в жидкой среде гораздо реже, чем в газовой. Однако в органической технологии имеется ряд крупно- тоннажных процессов гидрирования, окисления и полимеризации в жидкой фазе на твёрдых катализаторах. Классификация и закономерности процессов в газовой фазе на твёрдых катализаторах в основном относятся и к жидкофазным процессам с учётом их специфики:

скорость некаталитических реакций в жидкой фазе в десятки тысяч раз выше, чем в газах, а коэффициент молекулярной диффузии во столько же раз меньше, чем в газах. Поэтому эффективность применения катализаторов в жидкой фазе меньше, чем в газовой;

при катализе в жидкой фазе обязательно интенсивное перемешивание для снятия внешнедиффузионного торможения (используют аппараты с мешалками, работающие по модели полного смешения);

- для увеличения поверхности контакта в жидкой среде применяют мелкодисперсные непористые катализаторы, однако, при этом осложняется выделение катализатора из жидкой массы (центрифугирование, фильтрование, отстаивание) после каталитического реактора;

обычно реагенты находятся в растворителе, который может влиять на катализатор (возможное растворение компонентов катализатора в растворителе, вероятность адсорбции растворителя на катализаторе);

повышение температуры как средство интенсификации катализа в жидкофазных процессах используют реже, чем в газовых, так как оно вызывает резкий рост парциальных давлений компонентов и, как следствие, необходимость применения дорогостоящих автоклавов.

Периоды работы катализаторов в промышленных реакторах

Выделяют 4 периода в работе катализатора в условиях реального реактора.

Период созревания. Активность свежеприготовленной контактной массы очень низка, она постепенно возрастает в условиях катализируемого процесса (Т, растворитель, наличие исходных и целевых продуктов реакции). Продолжительность этого периода для разных катализаторов колеблется от нескольких минут до нескольких суток.

Период постоянной активности. Продолжительность периода для различных процессов колеблется от нескольких минут до нескольких лет и во многом определяет аппаратурное оформление каталитического процесса. Так, для аппаратов со стационарным слоем катализатора период постоянной активности может длиться от нескольких часов (каскад реакторов) до нескольких лет; для аппаратов с движущимся слоем катализатора продолжительность этого период а составляет - от нескольких секунд до нескольких минут.

Период падения активности. Причины падения активности блокировка, отравление, механическое разрушение и др. Эксплуатацию катализатора в это период проводят постепенно повышая температуру до максимально возможной и снижая скорость подачи сырья до минимально допустимой.

Период восстановления активности. Это период регенерации катализатора, если она возможна.

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Объясните вид графика зависимости выхода продукта от температуры для экзотермического процесса.
  • 2. Дайте характеристику режиму идеального вытеснения каталитического реактора.
  • 3. Сформулируйте способы, обеспечивающие приближение к изотермичности слоя катализатора в реакторе.
  • 4. Перечислите виды контактных аппаратов и дайте характеристику каждому типу.
  • 5. Объясните невысокую эффективность применения катализаторов в жидкой фазе по сравнению с газовой фазой.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>