Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Катализаторы на носителях

Контактные массы, относящиеся к этой группе, получают нанесением активных компонентов на пористую основу (носитель). Как правило, носитель - малоактивный, инертный материал. Однако, имеются контактные массы, в которых носитель вступает во взаимодействие с катализатором, воздействуя на его каталитические свойства.

Одним из способов получения нанесенных катализаторов является метод пропитки. Обычно пористую основу пропитывают раствором, содержащим не активные компоненты катализатора, а соединениями, которые переходят в эти компоненты при соответствующей обработке (чаще всего применяют соли, анионы которых легко удаляются при термообработке: нитраты, ацетаты, карбонаты, а каталитически активные катионы остаются на носителе). Пропитка зернистого носителя состоит из стадий:

  • - эвакуация газа (воздуха) из пор носителя (вакуумирование);
  • - обработка носителя раствором;
  • - удаление избытка раствора;
  • - сушка и прокаливание.

Вакуумирование носителя производят с целью улучшения однородности пропитки зерен и ускорения процесса. Это мотивируется тем, что находящийся в порах воздух сильно тормозит проникновение пропиточного раствора.

Пропитку осуществляют: периодически и непрерывно, однократно и многократно. При непрерывной пропитке получают более однородный по составу катализатор. Для ее осуществления используют батареи проточных смесителей или пропиточные машины, в которых основным конструктивным узлом являются движущаяся бесконечная лента с подвешенными на ней сетчатыми корзинами, заполненными носителем. При движении ленты корзины опускаются на некоторое время в емкости с пропитывающими растворами.

Многократную пропитку используют тогда, когда за один раз невозможно нанести требуемое количество активного компонента (например, при низкой растворимости солей). После каждой пропитки проводят термообработку, поэтому при многократной пропитке технология значительно усложняется. Многократную пропитку используют при обработке тонкопористых носителей. При обработке широкопористых носителей насыщение вносимым компонентом происходит быстро. Однако, при многократной пропитке тонкие поры носителя могут быть полностью забиты активным компонентом и не будут участвовать в катализе. Для равномерного покрытия желательно иметь муль- типористый носитель с крупными транспортными порами и развитой внутренней поверхностью за счет мелких пор, ответвляющихся от транспортных. Распределение осаждаемого компонента в пористом носителе в значительной мере определяется структурой носителя, концентрацией осаждаемого компонента и режимом сушки. Катализаторы, предназначенные для работы в диффузионной и кинетической областях, должны обладать различными равномерностью и глубиной пропитки.

Степень использования внутренней поверхности катализаторов для процессов, протекающих во внутридиффузионной области невелика. Поэтому нанесение активного компонента на всю глубину пор не имеет большого значения. Для катализаторов, работающих в кинетической области (скорость процесса определяется скоростью химической реакции), где степень использования активной поверхности близка к 1, необходимо равномерно покрывать всю внутреннюю поверхность носителя активным компонентом.

Количество активных компонентов (G) в катализаторе определяется условиями пропитки

где t - время пропитки, чем больше t, тем выше G;

Ср - концентрация наносимых компонентов в растворе. Чем

больше Ср тем выше G, но при Ср предельным будет увеличиваться вязкость раствора, что препятствует скорости пропитки;

Т - температура, положительно влияет на скорость пропитки (увеличивается скорость диффузии);

D3 - диаметр эквивалентных пор;

Zcp - средний радиус зерна;

Sya - удельная поверхность носителя.

Чем больше D3, Zcp, Sya, тем выше скорость пропитки.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>