Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методы пропитки

Метод окунания. Носитель погружают в пропиточный раствор и выдерживают некоторое время при определенной температуре и перемешивании. Для получения требуемого соотношения активных компонентов в катализаторе нужно готовить пропиточный раствор определенной концентрации.

Преимущество этого метода - получают достаточно однородные по составу катализаторы. Недостатки: большие потери активных компонентов в растворе, остающемся после пропитки; не всегда возможно утилизировать обработанный пропиточный раствор из-за наличия в нем вредных примесей.

Метод опрыскивания. Носитель опрыскивают раствором активного компонента. Опрыскивание производят при перемешивании носителя во вращающемся барабане с обогревом.

Достоинства метода: нет потерь пропиточного раствора, что особенно важно при изготовлении дорогостоящих катализаторов; экономичен. Недостатком метода является трудность получения однородного по составу катализатора.

Пропитка с упариванием раствора. Используют небольшой избыток пропиточного раствора (по сравнению с методом окунания) который затем упаривают.

Пропитка расплавом солей. Применяют в тех случаях, когда отсутствуют растворители, позволяющие проводить пропитку из раствора.

Характеристика и способы производства важнейших носителей

Катализаторы могут быть изготовлены на носителях с малой удельной поверхностью (диатомит, пемза, асбест), так и с высокоразвитой поверхностью (у-АЬОз, MgO, силикагель, глины, алюмосиликаты).

Пемза - природный материал, пористая разновидность вулканического стекла. Она представляет собой смесь силикатов Na, К, Са, А1, Mg, Fe. Пемза - крупные частицы размером 2^-8 мм, является непрочным, легким носителем.

Асбест - группа минералов, имеющих волокнистое строение. По химическому составу асбестовые минералы представляют собой различные водные силикаты магния, железа, кальция и натрия. Обладают высокой жаропрочностью, легко подвергаются обработке, устойчивы к химическим воздействиям.

Диатомит (кизельгур, инфузорная земля) - горная порода, состоящая из панцирей диатомовых водорослей, что обеспечивает носителю большую пористость и легкость. Механически не прочен.

Металлокерамика - спрессованные микросферические шарики металла с высокой теплопроводностью. Ввиду большой прочности используется при производстве контактных масс, используемых в аппаратах с кипящим слоем катализатора.

Активный уголь. Угли, выпускаемые промышленностью, делят на 3 группы:

  • - осветляющие,
  • - рекуперационные,
  • - угли газового типа.

В качестве катализаторов и носителей используют угли газового типа, они обладают мультипористой структурой. Готовят из различного вида органического сырья (торф, антроциты, древесина и т. д.) термообработкой без доступа воздуха. Получают уголь - сырец, который затем активируют различными добавками при Т = 900°С. Полученную пластичную пасту формуют методом экструзии в цилиндрические гранулы от 2-К> мм, затем прокаливают.

Силикагели - твердые стекловидные прозрачные или матовые зерна пористого строения. Промышленность выпускает тонкопористые силикагели (dnop = Знм) и крупнопористые (dnop = 10 нм). Удельная поверхность силикагелей составляет 200-800м23. По химической природе силикагель - гидратированный кремнезем (Si02*H20). В промышленности силикагели получают осаждением в различных условиях, регулируя тем самым их пористость.

Активный оксид алюминия(у-А1203) нашел широкое применение в процессах нефтепереработки (риформинг, гидроочистка, гидрокрекинг). Получают прокаливанием А1(ОН)3 в тригидратной форме А1(ОН)з*Н20 (гиббсит, байерит) или в моногидратной форме А1(0Н)з*Н20 (бемит). Поверхность, объем и размер пор получающегося оксида зависят от кристаллической модификации А1(ОН)3, содержания в нем воды, наличия оксидов щелочных и щелочноземельных металлов, а также от условий термообработки.

Все технологические схемы производства у-А1203 основаны на получении А1(ОН)3 переосаждением глинозема. Суть процесса перео- саждения: глинозем растворяют в кислоте (H1SO4, HNO3) или щелочи с последующей нейтрализацией кислотой или основанием

Выпадающий осадок имеет бемитную (моногидрат) структуру. После его прокаливания получают у - А1203 с радиусом пор 3-*-4 нм.

Пористый корунд (а-АЬОз) получают полиморфным превращением у-АЬОз при Т=1000+1400°С. При переходе от у-АЬОз к a-АЬОз, происходит рост частиц с 3+9 нм (для у-АЬОз) до 70нм (а-АЬОз).

Производство серебряного катализатора окисления метанола в формальдегид

Серебряный катализатор получают путем пропитки дробленой пемзы нитратом серебра. Катализатор представляет собой частицы неправильной формы размером 2+3 мм, имеющие серую окраску с блеском. Серебро находится в мелкокристаллическом состоянии в порах носителя и составляет 30+35 % от массы носителя.

Схема производства представлена на рис. 3.3. Пемзу измельчают в дробилке 1 и просеивают на вибросите 2. Мелкая фракция идет в отвал, крупная возвращается в дробилку, а средняя поступает в реактор 3 на кислотную обработку для удаления примесей железа, вызывающих глубокий крекинг спирта и сажеобразование. Извлекают железо 20 % азотной кислотой при 60+70°С в течение 7+8 часов. На нутч-фильтре 4 носитель отделяют от кислоты и промывают водой. После сушки в электрической сушильной камере 5 пемза поступает на пропитку в реактор 6. Носитель пропитывают 28 % раствором AgN03 с одновременным выпариванием воды при 100°С. В реакторе 6 твердая и жидкая фаза перемешиваются. Пропитанный катализатор выгружают на противни и прокаливают в электрической печи при 650+700°С. В процессе термообработки AgN03 разлагается

Серебро адсорбируется на носитель, оксиды азота выводят из печи. Конец термообработки определяют по прекращению выделения оксидов азота. Готовый катализатор отсеивают от мелочи и пыли на вибросите 2.

Срок службы катализатора 3+4 месяца, далее активность падает вследствие блокировки работающей поверхности углеродистыми отложениями. Регенерируют катализатор выжиганием углеродистых веществ в токе воздуха или кислорода при 650+700°С.

Схема производства серебряного катализатора на пемзе

Рис 3.3. Схема производства серебряного катализатора на пемзе:

1 - валковая дробилка; 2 - вибросито; 3 - реактор с мешалкой и

паровой рубашкой; 4 - нутч-фильтр; 5 - сушильная камера;

6 - реактор с мешалкой и паровым обогревом; 7 - прокалочная печь

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>