Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОХТ Теор основы хим техн Р Л.doc
Скачиваний:
192
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
3.02 Mб
Скачать

6. Большой удельной поверхностью.

Чем выше удельная поверхность катализатора (т.е. поверхность единицы его массы или объема), тем выше производительность этого катализатора, т.е. тем больше продукта образуется за одинаковое время в расчете на единицу массы или объема катализатора, загруженного в реактор. Удельная поверхность многих промышленных катализаторов составляет 100, 200 и больше квадратных метров на каждый грамм массы. Это обеспечивает производительность катализатора по целевому продукту не менее чем 20 кг/(м3·ч). Для того чтобы у катализаторов была большая удельная поверхность, их приходится изготовлять в виде мелкодисперсных порошков или придавать им высокопористую структуру.

  1. Доступностью и дешевизной.

  2. Необходимыми физическими свойствами (высокой механической прочностью, термостойкостью, теплопроводностью и т.п.).

2.4.5. Состав и изготовления твердых катализаторов

Промышленные твердые катализаторы являются преимущественно не индивидуальными веществами, а сложной смесью, которую называют контактной массой. В ней одни вещества есть собственно катализаторы, другие - носители, третьи - служат активаторами.

Носители - это термостойкие, инертные пористые вещества, которые облают большой поверхностью и на которые осаждением или другими способами наносят катализатор. Применение носителей улучшает свойства катализаторов, увеличивает площадь контакта между реагентами и катализатором и значительно снижает их стоимость. В качестве носителей применяют пемзу, асбест, силикагель и т.п.

Активаторы (промоторы) - вещества, которые повышают активность собственно катализатора: например, это - оксиды щелочных металлов и А12О3 для железного катализатора в синтезе аммиака или оксиды щелочных металлов для ванадиевого катализатора в процессе окисления SО2. Механизм действия активатора может быть разным: он может образовывать с катализатором активные химические соединения, может изменять электрофизические свойства поверхности катализатора или же развивать и стабилизировать его поверхность. В последнем случае активаторы называются структурными.

В качестве примера многокомпонентного катализатора рассмотрим состав промышленной контактной массы для окисления SО2 в SО3: V2О5·0,5Al2ОЗ·3ВаО·12SiО2·2К2О·2КСl Здесь собственно катализаторами являются три компонента: V2О5, А12О3 и ВаО. SiО2 служит носителем, а К2О - активатором.

Для изготовления промышленных твердых катализаторов чаще всего используют такие способы:

1) осаждение гидроксидов или карбонатов из растворов их солей на носитель или без него со следующим формированием и прокаливанием контактной массы;

  1. совместное прессование всех компонентов: катализатора, активатора и носителя с вяжущим веществом;

  2. сплавление нескольких веществ со следующим выщелачиванием одного из компонентов или восстановлением металлов (скелетные катализаторы);

  3. пропитывание пористого носителя раствором, в котором содержится катализатор и активатор с последующим прокаливанием массы.

Катализатор обычно изготовляют в виде зерен, таблеток, гранул. Иногда катализаторы применяют в виде тонких сеток, изготовленных из металлов или их сплавов.

28