Основные процессы в производстве катализаторов

Основные процессы в производстве катализаторов относится к группам гидродинамических, тепловых, диффузионных, механических, химических.

Гидродинамические процессы включают перемещение жидкостей, разделение суспензий, перемешивание. Для перемещения жидких реагентов используют различные насосы: поршневые, центробежные, струйные и др. Суспензии разделяют отстаиванием, фильтрованием.

Для перемешивания реагентов применяют различные конструкции мешалок: пропеллерные, якорные, турбинные и т.д. (в зависимости от вязкости реакционной массы).

Тепловые процессы - это нагревание, охлаждение, выпаривание, конденсация паров. Для нагрева в катализаторных производствах используют пар, горячую жидкость, топочные газы, электрический ток.

Диффузионные (массообменные) процессы - это экстракция из пористых твердых тел, растворение, кристаллизация, адсорбция, сушка.

Механические процессы включают перемешивание твердых частиц, измельчение (раздавливание, удар, истирание, раскалывание), классификацию сырья и готовой продукции (проводят в грохотах, гидравлических классификаторах, воздушных сепараторах), формовку и другие операции.

Химические процессы различны в зависимости от того в гомогенных или гетерогенных системах проводятся. В гетерогенных системах (газ - твердое вещество) применяют хемосорбцию и десорбцию. В системах жидкость - твердое вещество, жидкость - жидкость используют избирательную экстракцию с образованием новых веществ в экстрагенте. Сложные многофазные процессы с образованием новых происходят при термообработке катализаторов.

Способы формовки катализаторов и носителей:

  • - экструзия. При этом способе формовки: влажный осадок выдавливают в виде шнура из непрерывно действующего шнекового или гидравлического пресса. Форма и поперечный размер гранул определяются отверстиями в формирующей головке пресса. На выходе из пресса шнур контактной массы режут вращающимся ножом или натянутой струной, а образующиеся цилиндрики подхватываются ленточным транспортером;
  • - таблетирование. Проводят на таблеточных машинах под давлением до 30 МПа (300 кгс/см“). В зависимости от формы матрицы получают гранулы в виде цилиндров, колец и т.д. При плохом таблетиро- вании к порошку добавляют связующие материалы: тальк, графит, жидкое стекло;
  • - вмазывание пасты. Паста контактной массы вмазывается в отверстия перфорированной стальной пластины. Размер получаемых гранул определяется толщиной пластины и диаметром отверстий. После подсушки гранулы выбивают пластины специальным штампом либо выдавливают сжатым воздухом;
  • - гранулирование на тарельчатом грануляторе. Используют при изготовлении контактов механическим смешением порошков различных компонентов. Гранулятор представляет собой диск с бортиками, вращающийся на наклонной оси. Порошок катализатора, увлажненный водой или раствором связующего, непрерывно подают из питателя на диск гранулятора, где он закатывается в шарики;
  • - коагуляция в кате и сушка в распылительной сушшке. Этим способом формуют износоустойчивые контакты, используемые для работы в кипящем слое. При этом способе получают высокопрочные сферические гранулы. Контактную массу в виде коллоидного раствора (золя) распыляют сжатым воздухом в слой формовочного масла (например, трансформаторное масло определенной вязкости). Образующиеся в результате распыления мельчайшие капельки золя по мере прохождения через слой масла принимают форму микросфер и переходят в твердый гель, мицеллы соединяются при этом в более крупные агрегаты, вырастают в нити, переплетающиеся в густую сеть. В процессе формования необходимо поддерживать температуру 10-12°С, т.к. повышение температуры ускоряет коагуляцию и усложняет формование. Полученный таким образом гель содержит 90 % воды и 10 % сухого вещества. После некоторого стояния происходит процесс самопроизвольного уменьшения объема геля, сопровождающийся выделением жидкой фазы (интермицелярной жидкости), этот процесс называют синерезисом. При синерезисе происходит уплотнение геля, между мицеллами образуются поры, в гидрогеле создается структура, обеспечивающая высокую механическую прочность катализатора, минимальное его разрушение при сушке и прокаливании. Полученную таким образом контактную массу сушат в распылительной сушилке и прокаливают.

Различные способы формовки влияют на удельную поверхность и пористую структуру контактных масс, определяют механическую прочность гранул (очень прочные - при коагуляции в капле; малопрочные - при таблетировании и размоле).

Метод приготовления определяет степень дисперсности каталитического компонента, пористую структуру и активность контактной массы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >