Главная -> Словарь

Приготовлении катализаторов

Л р и г о т о в л е н и е катализатора. Приготовление катализатора представляет собой один из наиболее сложных и важных участков в общей технологической схеме завода синтеза. Исходными материалами являются кобальт, окись магния, окись тория и кизельгур. Все исходные продукты должны быть очень чистыми и в них допускается лишь самое минимальное количество, железа и кальция. Поэтому при приготовлении катализатора используют преимущественно конденсат

Отклонения в приготовлении катализатора и в проведении самой гидрогенизации более сложны, чем обычно принято считать. Противоречивые данные в литературе с достаточной очевидностью подтверждают это положение. Если целью работы является получение надежных данных, то следует соблюдать исключительную тщательность . Даже при использовании различных порций одного и того же образца катализатора для гидрогенизации образцов из одного и того же сырья при кажущихся идентичными условиях степень воспроизводимости бывает не столь высокой, как можно было бы ожидать .

Сочетая поисковые методы и методы оптимизации, описанные в главах I и VI, с методами расчета процессов в пористом зерне, можно сделать приготовление катализатора более эффективным. В табл. VIII-3 перечислен ряд методов, которыми можно пользоваться при приготовлении катализатора.

Изучалось влияние температуры прокаливания катализаторов на их активность . При приготовлении катализатора 1 платину наносили на оксид алюминия с использованием в качестве конкурирующей уксусную кислоту, а катализатора 2 — соляную. Катализатор 1, массовое содержание хлора в котором 0,4%, непрерывно снижал активность по мере повышения температуры от 300 до 600 °С. Иное поведение* обнаружил катализатор, содержавший л;1,5% хлора и обладавший более высокой кислотностью. Даже прокаливание при 600 °С не приводило к сколько-нибудь существенному снижению активности катализатора. Подобная зависимость должна существовать и для дисперсности платины, поскольку для алюмоплатиновых катализаторов она достаточно хорошо коррелируете активностью в реакции гидрирования бензола . В также показана стабилизирующая роль хлора в окислительной среде. Так, при массовом содержании хлора алюмоплатиновом катализаторе 1,4% спекание платины не наблюдается, даже если прокаливание проводят при 650 °С. Повышение термостабнльности алюмо-латинового катализатора в присутствии иона хлора вероятно вызвано тем, что он ускоряет процесс редиспергировапня платины.

накопление окислов металлов , содержащихся в сырье; часть окислов натрия и железа образуется при приготовлении катализатора, а окислов железа — ив результате коррозии аппаратуры;

Никелевый катализатор представляет собой металлический никель, нанесенный на кизельгур. При приготовлении катализатора на кизельгур наносят углекислый никель; получается так называемый «зеленый катализатор» в виде мелких таблеток размером 3X3 мм зеленого цвета. При активации катализатора

Третью группу составляют процессы, которые протекают в самом катализаторе и приводят к изменению его структуры и поверхностных свойств, а также процессы, обусловленные влиянием различных примесей на эти свойства. Все изменения катализатора связаны с изменением его активности и селективности действия, и поэтому при приготовлении катализатора важно выяснить, как влияют различные факторы на его свойства.

ные о катализаторах с их поверхностными свойствами. Это — первые шаги, так как в более ранних исследованиях отклонения в поверхностном составе сплавов от состава массы в объеме не рассматривались. Кроме того, только недавно появились работы, рассматривающие высокодисперсные биметаллические системы . Из этих работ ясно, что изменения в приготовлении катализатора могут иметь заметное влияние на свойства биметаллического катализатора .

оксида магния, содержащего добавку Со304, наблюдается восьмикратное снижение активности. Это различие объясняется тем, что поверхность образца А12О3, содержащего добавку, была обогащена алюминием , и что содержащий добавку образец MgO был обеднен кобальтом. Сходные результаты были получены для шпинели MgAl2O4, служащей носителем для Со3О4, в котором эффект отравления был приписан выщелачиванию MgO и А12О3 из носителя в крепком растворе нитрата кобальта, используемом при приготовлении катализатора. Поэтому для приготовления катализаторов применяют нейтрализованный раствор кобальта.

Никелевый катализатор представляет собой металлический никель, нанесенный на кизельгур. При приготовлении катализатора на кизельгур наносят углекислый никель; получается катализатор зеленого цвета в виде мелких таблеток размером 3x3 мм, так называемый «зеленый катализатор». При активации катализатора нагреванием в токе азота в первой стадии происходит разложение углекислой соли. Образовавшаяся при этом окись никеля восстанавливается продувкой водорода до металлического никеля. Катализатор после такой активации нельзя выгружать из реактора, так как он пирофорен, т. е. обладает свойством воспламеняться при соприкосновении с воздухом. Чтобы устранить пирофорные свойства, катализатор подвергают легкому окислению. В результате получается так называемый «черный катализатор», который можно

Имеется много способов и методов приготовления никеля Ренея , никеля на кизельгуре , платины , палладия и хромита меди . Этот пример может быть использован при проведении исследований с целью получения различных композиций при смешении нефтепродуктов, приготовлении катализаторов и т. п.

Это, в первую очередь, химический состав катализатора. Содержание активных компонентов и промоторов должно обеспечивать высокие показатели процесса при минимальных расходах драгоценных металлов и дефицитных веществ, которые используются при приготовлении катализаторов риформинга. Присутствие нежелательных примесей в катализаторе приводит к ухудшению его качества, поэтому их содержание должно быть ограничено необходимыми пределами.

В качестве носителей при приготовлении катализаторов широко используется силикагель и другие формы SiO2 - диатомит и плавленый кварц, активный уголь, Сг2О8 и др. Например, эффективными катализаторами окисления нафталина во фталевый ангидрид является V2OS с добавками на силикагеле, а катализатором селективного гидрирования функциональных групп и смесей непредельных соединений — платина на активном угле.

10.2.2. Применение в катализе. Использование в катализе необычно стабильных интерметаллических соединений затруднено сложностью достижения высокоразвитой поверхности этих веществ при приготовлении катализаторов. Одним из путей решения этой проблемы, например в случае с ZrPt3, могла бы быть пропитка солью платины оксида циркония или оксида алюминия с нанесенным на него оксидом циркония с последующим восстановлением образующейся композиции в атмосфере очень сухого и чистого водорода.

Научное и промышленное значение этих работ было настолько очевидно, что исследовательские работы в этой области начали проводить во многих лабораториях. Был получен ряд интересных результатов в объяснении механизма реакции и в углубленном понимании гетерогенных каталитических процессов этого типа. Однако разработка синтеза в смысле промышленного внедрения в начальный период шла сравнительно медленно. Значительных успехов в этом направлении удалось достигнуть лишь после устранения многочисленных трудностей, например в разделении продуктов реакции и главным образом в приготовлении катализаторов, отличающихся высокой избирательностью и долговечностью.

Во время последующих стадий дезактивации в частицах катализатора происходит медленное, но непрерывное образование замкнутых пор. Для большинства промышленных условий крекинга первые алюмосиликатные катализаторы крекинга, содержащие от 10 до 14% А1203, оставляли желать много лучшего в отношении стабильности физических свойств катализаторов и их активности. Широкие лабораторные исследования, проведенные Темеле, Рай-лендом и их сотрудниками, показали, что высокая стабильность этих свойств может получаться при приготовлении катализаторов с большим средним диаметром пор, высокой удельной поверхностью и значительно большим содержанием окиси алюминия, чем это делалось ранее (((12J.

В некоторых работах показано, что можно получить катализатор различной структуры с большей поверхностью и специфическими свойствами путем разложения органической соли металла, например оксалата. В некоторых случаях для разложения удается подобрать такую соль или комплексное соединение, которые могут быть получены в чистом виде путем многократной перекристаллизации или дистилляции. .

2. В тех случаях, когда не требуется высокой селективности катализатора при дегидратации, окись алюминия обычно превосходит другие катализаторы или не уступает им и, кроме того, имеет преимущества благодаря своей низкой цене. Однако в литературе описываются методы применения многих более дорогих и трудоемких при приготовлении катализаторов, которые дают меньшие выходы. Существует, по-видимому, несколько примеров реакций дегидратации, но таких примеров еще мало.

Современные требования ресурсосбережения диктуют необходимость рационального использования всех видов отходов и побочных продуктов производства. В процессах производства катализаторов значительное количество сырья и реагентов образуют отходы и побочные продукты. Так, до 25% расхода исходных реагентов и сырья при приготовлении катализаторов

При приготовлении катализаторов для прямой гидроочистки нефтяных остатков в качестве активных компонентов используют никель, кобальт, молибден, вольфрам. Носителями могут .служить окись алюминия, окись кремния, природные и синтетические алюмосиликаты. Носитель играет важную ^роль в механизме отложения кокса и тяжелых металлов на поверхности катализатора. Увеличение активной поверхности, объема и радиуса пор улучшает гид-