Главная -> Словарь

Поверхности катализаторов

• замедленное формирование пленки вяжущего на поверхности каменного материала;

Как отмечалось в главе 2.4, стабилизатор служит, главным образом, для увеличения времени распада битумной эмульсии на поверхности каменного материала. В качестве стабилизаторов используются неорганические соли и некоторые органические продукты.

Выбор марки битума обусловливается классом эмульсии, типом и количеством используемого эмульгатора, а также проектными требованиями, предъявляемыми к конструктивным слоям дорожных покрытий, и климатическими условиями района строительства. Обычно используют битумы марок БНД 60/90, БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90. Возможно также использование битумов, модифицированных полимерами1"". За рубежом более 60% всех выпускаемых эмульсий изготавливаются на базе ПБВ , что связано с рядом обстоятельств. Поверхностные покрытия с традиционными углеводородными вяжущими не выдерживают нагрузки особо интенсивного движения и не пригодны для устройства покрытий поворотов с коротким и средним радиусом, изменений в горизонтальном профиле дорог и перекрестков и т.п. Эти задачи и призваны решать полимернобитумные эмульсии, которые за рубежом в промышленном масштабе выпускаются с начала 80-х годов. Эмульсии такого типа обладают повышенной адгезией, меньшей чувствительностью к изменению погоды, обеспечивают лучшее смачивание поверхности каменного материала за счет большей толщины пленки вяжущего. Использование модифицированных эмульсий снимает и проблему другого слабого места традиционных эмульсий

• предварительное смачивание поверхности каменного материала непосредственно перед нанесением битумной эмульсии помимо своей главной задачи - регулирования скорости распада эмульсии - способствует улучшению сцепления; более подробно этот способ рассмотрен в главе 5.1;

да при смешении на поверхности каменного материала и т.п.; • введение в состав битумных эмульсий модификаторов дисперсной фазы и дисперсионной среды позволяет корректировать адгезию вяжущего к поверхности каменных материалов.

• лучшее смачивание поверхности каменного материала и более равномерное распределение вяжущего, т.к. в момент нанесения полимернобитумные эмульсии менее густые по сравнению с их безводными предшественниками.

ли, бессмысленно и даже опасно придавать вяжущему для поверхностной обработки слишком высокую эластичность. Аргументируется это положение тем, что поверхность раздела каменного материала, закрепляемого на покрытии посредством вяжущего, подвержена напряжениям сдвигов и ударов под действием интенсивного движения. Чрезмерно эластичное вяжущее при этом будет вести себя как хрупкое эластичное тело и на поверхности раздела "вяжущее / каменный материал" неизбежно возникновение разрывов. Кроме того, излишек полимера в вяжущем может затруднять смачиваемость поверхности каменного материала, что приведет к ухудшению адгезии. С учетом этих соображений необходимо более тщательно и взвешенно подходить к вопросам модификации битумов, которые используются в процессах производства эмульсий для поверхностных обработок.

В случае использования эмульсий анионного типа после распада эмульсии на поверхности каменного материала необходимо, чтобы испарилась выделившаяся вода. Поэтому несущий слой, изготовленный с использованием битумной эмульсии анионного типа, должен иметь возможность для высыхания .

Чтобы повысить прочность и устойчивость асфаль-то-бетона, к нему добавляют асидол, парафлоу, фурфурол и его производные. Увеличить силы сцепления вяжущего материала с каменным можно также, обрабатывая последний водорастворимыми солями металлов . Улучшая сцепление битумов с поверхностью минерального материала, добавки ПАВ предотвращают отталкивание водой битумной пленки с поверхности каменного материала и резко повышают водоустойчивость покрытия. Применение ПАВ позволяет использовать местные строительные материалы, сокращает время приготовления битумно-минеральной смеси, удлиняет строительный сезон и увеличивает срок службы покрытия.

До настоящего времени применяют методы испытаний и оценки свойств битумов, существующие с конца прошлого столетия и уже не удовлетворяющие современным требованиям: они не отражают действительных условий работы битума в дорожных покрытиях, а характеризуют только некоторые его свойства в момент производства. Так, растяжимость является показателем весьма условным; все еще не установлена какая-либо взаимосвязь между растяжимостью битумов и свойствами полученных из них асфальтовых смесей. Это объясняется тем, что при приготовлении таких смесей битум распределяется тонкой пленкой по поверхности каменного материала, нагретого до 200 °С, и свойства его в этих условиях изменяются. Весьма трудно правильно оценить изменение структуры, состав и свойства битума в результате его службы в покрытии. Результаты зависят от растворителя, применяемого для извлечения битума из смеси.

В дорожных покрытиях битум находится в виде тонкого слоя на поверхности каменного материала. При этом прочность и деформационные свойства покрытия во многом обусловливаются свойствами тонкого слоя битума. Теоретическими положениями показано, что структурно-механические свойства тонких пленок высокомолекулярного вещества отличаются от свойств этого вещества в объеме.

В процессе параллельно протекают и нежелательные реакции гидрокрекинга с образованием как низко-, так и высокомолекуляр — ных углеводородов, а также продуктов уплотнения — кокса, откла — дивающегося на поверхности катализаторов.

Хотя законы термодинамики сплошных сред, вероятно, нельзя в полной мере применять к поверхности катализаторов, все же термодинамические данные соединений, существование которых возможно в катализаторе, могут быть весьма полезны для изучения состава катализатора и подбора условий его эксплуатации.

Как было показано выше, основные реакции, протекающие на поверхности катализаторов гидрообессеривания остатков, сопровождаются большим числом других побочных реакций, приводящих к формированию твердых отложений на активных центрах и на стенках пор катализатора. Эти отложения вызывают обратимое и необратимое снижение активности катализатора. Обратимое снижение вызывает углерод, адсорбированные высокомолекулярные соединения, необратимую дезактивацию вызывают отложения металлов , которые и после окислительной регенерации остаются на катализаторе и служат причиной значительных итмгютгий в его перовой структуре. При переработке нефтяных остатков отложения на катализаторе формируются одновременно из углерода, углеродсодержащнх соединений и металлов. Взаимосвязь изменений состава отложений характеристик и вида перерабатываемого сырья, условий процесса, типа применяемого катализатора, длительности работы является предметом тщательного изучения исследователей по сей день.

Эти исследования — наглядный пример использования стереохи-мических представлений в катализе. Они свидетельствуют о возможности существования на поверхности катализаторов наборов активных центров, оптимальных для катализа определенных молекул благодаря соответствию межатомных расстояний и углов кристаллической решетки катализатора и аналогичных параметров молекул субстрата. Естественно, что увеличение или уменьшение параметров решетки приведет к изменению геометрии активных центров, а следовательно, к росту или уменьшению скорости реакции в зависимости от улучшения или ухудшения соответствия между реакционным индексом молекулы субстрата и активным центром. Позднее различие каталитической активности гладкой поверхности металлических катализаторов, ступенчатых структур, выступов и пиков на ней наглядно продемонстрировал Соморджай . Приведенные данные являются также серьезными доводами против представлений о гидрировании вдали от поверхности катализатора . Следует также специально подчеркнуть, что представления о существовании на поверхности катализатора оптимальных активных центров получили подтверждение при изучении гидрогенолиза оптически активных соединений .

ренных выше превращениях играет внутримолекулярная изомеризация — миграция двойной связи по кольцу, в значительной мере зависящая от характера первичной адсорбции исходных соединений на поверхности катализаторов.

о скорости теплопередачи л таких реакторах при протекании ярко выраженных экзотсрмичных реакций на поверхности катализаторов с высокой избирательной способностью. Из патентной литературы следует, что возникли серьезные трудности. Кенделл указывает на необходимость особо тщательного контроля за плотностью и распределением размера частиц катализатора. Мейер и Джонсон также указывают па необходимость соблюдения строго определенных размеров частиц, указывая, что при слишком большом количестве частиц диаметром менее 30 .

Исследовались радикалы, десорбирующиеся с поверхности катализаторов глубокого окисления на основе оксидов переходных металлов, в реакциях окисления углеводородов, аминов и спиртов .

Скорость выгорания кокса зависит от его свойств, которые, в свою очередь, определяются качеством перерабатываемого сырья и условиями его переработки. Основная горючая составляющая кокса — углерод. Кроме того, в коксовых отложениях содержится остаточный водород, масса которого может составлять от десятых долей до нескольких процентов относительно массы кокса. Для всех случаев процесс регенерации характеризуется преимущественным выгоранием во-дородсодержащих компонентов, т. е. чем богаче кокс водородом, тем быстрее он выгорает при регенерации и тем короче фаза регенерации . Преимущественное выгорание водорода, по-видимому, связано с его неравномерным распределением в объеме коксовых частиц, которое создается в процессе их формирования . Если образование коксовых отложений протекает в среде, содержащей серу, то последняя также частично переходит в кокс. Закономерности выжига коксовых отложений сложного состава, в частности серосодержащих, изучены пока недостаточно. Результаты исследований окисления коксовых отложений на поверхности катализаторов гидроочистки показали, что сера выгорает быстрее, чем углерод , однако остается непонятным, выгорает сера, входящая в состав коксовых отложений, или происходит окисление сульфида металла катализатора .

много гипотез. Предполагали, например, что образуются соединения углерода с металлами , которые при гидрировании образуют метиленовые группы, полимер изующиеся затем в высшие углеводороды. По другой схеме протекает избирательная адсорбция исходных реагентов и продуктов реакции на поверхности катализаторов.