Главная -> Словарь

Устойчивость катализатора

При движении потока флюидов, находящихся в дисперсном состоянии, по скважине из-за перепада давления и температур могут выпасть парафины и асфальтены на поверхность скважины и оборудования. Для предотвращения этого нежелательного явления необходима подача в забой скважины активатора в оптимальном количестве. В результате изменения баланса сил ядро ССЕ диспергируется, повышается устойчивость дисперсных систем против расслоения, что способствует выносу асфальтенов и парафинов вместе с потоком флюидов на дневную поверхность.

4.3. Устойчивость дисперсных систем

твори : в отличие от истинных растворов вследствие :лх большой удельной поверхности обладают большим избытком поверхностной энергии, что обусловливает их термодинамичеакую неустойчивость.'Б дисперсных системах с той или иной скоростью протекают самопроизвольные процессы, ведущие к уменьшению поверхности раздела меяду дисперсной фазой и диспероной оредой, т.е. к укрупнению чэстиц дисперсной фазы и я разделению фаз. На скорость этих процессов влияют различные факторы: температура, свет, электричество, изменение концентрации, механические воздействия, присутствие посторонних веществ. Поэтому,несмотря на термодинамическую неустойчивость, дисперсные системы оказываются вполне устойчивыми ки-_ натвчеокн. ке изменяясь заметно в течение длвтаяьвого времени. Таким образом, устойчивость дисперсных систем - это сохранение во времени исходной степени дисперсности и равномерного распределения частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде. Знание основных факторов устойчивости дисперсных систем в причин, ведущих к нарушению, позволяет направленно управлять технологическими свойствами дисперсных систем, в частности, буровых растворов. Н.П.Песиов ввел понятие о кинетической и агрегативной устойчивости дисперсных систем. *

Агрегативная устойчивость гетерогенных дисперсных cncv, тем объясняется прежде всего наличием одноименного электрического заряда частиц дисперсной фазы, который впаивает их взаимное отталкивание. С увеличением значения алектрокине-тического потенциал? растет устойчивость дисперсных систем. Кроме электрического фактора стабилизации,в обеспечении устойчивости могут принимать участив солъваише слои, возникающие на поверхности частиц дисперсной фазы

вследствие адсорбционного взаимодействия с молекулами ига ионами дисперсной среды. Солъватиые'слои заметно снижают поверхностную энергию дисперсной фазы и тем самчм уменьшают стремление частиц к укрупнению. Солъватные оболочки благодаря своей высокой вязкости, упругости и сопротивлению.сдвигу при сближении частиц не успевают выдавиться из зазора между ними, оказывая механическое сопротивление и как. бы расклинивающее действие, препятствующее контакту частиц и юс слипанию. Устойчивость дисперсных систем значительно повышается при добавлении к ним поверхностно-активных веществ и особенно высокомолекулярных соединений, адсорбирующихся на гранте раздела фаз. Растворы этих веществ образуют на поверхности дисперсных частиц прочные твердообразные адсорбционно-солъватные слои. Соединения, входящие в состав подобных слоев, выполняют роль стабилизаторов. Эти ориентированные адсорбциоино-сольваг-ные слои не разрушаются при сближении частиц. Так, создание на поверхности глинистых частиц защитного слоя из карбокси-яетклцвллюлозы является надежным фактором устойчивости промывочной буровой жидкости. Образование таких адсорбционных защитных слоев П.А.Ребиндер назвал структур но-механичеоким фактором стабилизации дисперсных систем. Этот механизм стабилизации имеет м

Роль добавок к основным компонентам А1203 и SiO2 не выяснена. Согласно , носителем каталитических свойств флоридина служит силикат алюминия. А. В. Фрост утверждает, что присутствие других элементов в составе алтомосиликатпых катализаторов не обязательно и даже вредно. Особенно нежелательны щелочи, которые обусловливают низкую термическую устойчивость катализатора, поэтому во многих патентах обязательной операцией в процессе изготовления алюмосиликатных катализаторов является обработка исходного материала кислотами до полного удаления щелочей.

С целью повышения активности и термоустойчивости естественный катализатор подвергается активации серной кислотой и термообработке. При обработке серной кислотой из состава глины удаляется щелочь, которая обусловливает низкую термическую устойчивость катализатора.' г _.

бильность и устойчивость катализатора к высокотемпературному воздействию водяного пара характеризуется индексом стабильности. Последний представляет собой индекс активности, определенный после обработки катализатора водяным паром при 750 °С в течение 2 ч. Для аморфных синтетических алюмосиликатов индекс стабильности на 6 — 10 единиц ниже индекса активности; для цеолитсодержащих катализаторов — на 1 — 4 единицы больше.

Дегидрирующую функцию в катализаторе обычно выполняют металлы VIII группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева . Наибольшими дегидрирующими свойствами обладает платиновый компонент. Его функцией является ускорение реакций дегидрирования и гидрирования, что способствует образованию ароматических углеводородов, непрерывному гидрированию и частичному удалению промежуточных продуктов реакций, ведущих к коксооб-разованию. Содержание платины в катализаторе обычно составляет 0,3—0,6%. При меньшем содержании платины уменьшается устойчивость катализатора против ядов, при большем обнаруживается тенденция к усилению реакций деметилирования, а также реакций, ведущих к раскрытию кольца нафтеновых углеводородов. Другим фактором, лимитирующим содержание платины в катализаторе, является его дороговизна.

11.3.6. Устойчивость катализатора к отравлению 654

11.3.6. УСТОЙЧИВОСТЬ КАТАЛИЗАТОРА К ОТРАВЛЕНИЮ

Устойчивость катализатора к действию ядов определяется спецификой взаимодействия катализатора и яда. Согласно современным представлениям, отравление металлсодержащих катализаторов соединениями кислорода , серы (H2S, RSH, С82 и

катализаторов изменяется в зависимости от вида применяемых промоторов; промоторы, которые связывают серу сильнее, затрудняют регенерацию. Соморджаи сделал интересное предположение относительно промоторов, которые увеличивают стойкость к ядам '. Он считает, что небольшие количества серы вызывают поверхностную перестройку платиновых и никелевых катализаторов, так как в этом случае уменьшается свободная энергия поверхности некоторых кристаллических граней. Он делает вывод, что добавление соединений, которые оказывают противоположное влияние на поверхностную свободную энергию, должно предотвратить либо изменить перестройку поверхности и таким образом усилить устойчивость катализатора к сере. Патент , взятый на эту тему, не содержит подробного описания.

Исследования В. А. Каржавина и Ю. Л. Полякина показали, что основным фактором, влияющим на активность и воспроизводимость катализатора Ni-Mn-АЬОз-кизельгур, является степень окисления марганца в осадке. Этими авторами было установлено, что при осаждении необходимо регулировать степень окисления марганца и для этого удобно применение продувки струей воздуха. Над №-Мп-А12Оз катализаторами синтез протекает при температуре, на 10—15° превышающей температуру синтеза над Co-ThO2 катализаторами, но устойчивость катализатора от этого не меняется. Степень превращения СО в жидкие продукты при синтезе над этим катализатором достигает приблизительно той же величины, что и при синтезе над Co-ThOz катализатором.

Установлено, что С02 в присутствии нанесенного на цеолит железооксидного катализатора FeNa-ZSM-5 играет роль окислителя, резко повышает активность и устойчивость катализатора к зауглероживанию .

Хотя реакция алкилирования протекает с сильными кислотами и вообще с меньшой группой катализаторов, чем полимеризация, однако устойчивость катализатора при алкилировании значительно выше, чем при полимеризации. Более быстрое изменение свойств катализатора при полимеризации объясняется реакциями гидро-дегидрополимеризаиин г образованием сильно ненасыщенных продуктов, которые прочно-связываются с катализатором.