А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Низькотемпературний каталізатор

Низькотемпературний каталізатор готують розчиненням основний вуглекислої міді в розчині хромового ангідриду.

Низькотемпературний каталізатор на основі міді більш чутливий до отруєння сірчистими сполуками, так як мідь на відміну від заліза утворює з сірководнем труднорегенеріруемие сульфіди.

Залежність питомої поверхні (крива У, питомої обсягу пір (крива 2 і уявної щільності (крива 3 каталізатора марки ГИАП-482 від температури прожарювання. Низькотемпературні каталізатори на основі оксидів Со, Ni, Си, Zn і деяких інших металів активніші, ніж розглянуті железохромовие контактні маси. Їх активність проявляється вже при 250 С. Застосування високоактивних каталізаторів дозволяє проводити конверсію при більш низьких температурах, що дає можливість знизити витрату пари і збільшити ступінь конверсії СО. Однак вони більш чутливі до з'єднань сірки і на відміну від железохромових контактів їх можна регенерувати.

Низькотемпературний каталізатор для окислення аміаку, Журн.

Низькотемпературний каталізатор розроблений і впроваджений в промисловість в ряді країн. У Радянському Союзі він відомий під маркою НТК - Каталізатор відрізняється високою активністю і стабільністю.

Низькотемпературний каталізатор дуже чутливий до - отруєння сірчистими сполуками і галогенами. Умови процесу термодинамічно сприятливі для освіти сульфідів цинку і міді, але, як показано в роботі[53], Механізм отруєння пов'язаний в першу чергу з утворенням сульфіду цинку і викликаного цим укрупненням кристалів міді. Аналогічно і дію іонів хлору. Отруєння поширюється пошарово по ходу газу. У роботі[4]відзначено різке зниження активності каталізатора при утриманні 012% сірки в нижній частині шару. Щоб уникнути отруєння каталізаторів, в верхню, першу по ходу конвертованого газу, частина конверторів завантажують поглиначі, що представляють собою суміш окису цинку і активного окису алюмінію.

Низькотемпературний каталізатор активується відновленням, при якому окис міді перетворюється в металеву мідь. Інші компоненти каталізатора, такі як окис цинку і окис алюмінію, не беруть участі в цій реакції. Реакція відновлення є екзотермічної (табл. 20), тому повинні бути вжиті заходи обережності, що гарантують контрольовану швидкість додавання водню. Процедура відновлення описується в гл. Важливе значення мають можливі реакції між реакційними газами і компонентами каталізатора.

Низькотемпературний каталізатор дезактивируется при концентрації сірки на порядок нижче, ніж при зазначених умовах.

Низькотемпературні каталізатори СВС, ІК-1-6 рекомендується завантажувати в контактний апарат на останні (четвертий п'ятий шари), а також використовувати в якості запалу у верхній частині першого шару.
 Низькотемпературний каталізатор метанірованія (НКМ-1) подрібнюють, відбирають фракцію 025 - 050 мм і наповнюють їм колонку-реактор. Перед використанням каталізатора його відновлюють. З цією метою колонку продувають воднем 8 ч при 400 С. Потім охолоджують реактор до температури навколишнього середовища, не припиняючи подачі водню. Після закінчення відновлення реактор поміщають в термостат детектора і приєднують за допомогою переходів до хроматографічної колонці і до детектору.
 Відновлений низькотемпературний каталізатор пірофорен і перед, вивантаженням він повинен бути оксиди. Для окислення каталізатора використовують схему, яка застосовується для відновлення, і проводять окислення повітрям, дозованим в циркулює азот.

Низькотемпературні каталізатори синтезу метанолу є потрійні і більш складні оксидні системи, до складу яких крім оксиду міді входять в різних поєднаннях трудновосстанавліваемие, більш тугоплавкі в порівнянні з СІО оксиди таких металів, як Cr, Al, Zn, Mg, Mn. Високу активність Gu-Zn-Cr - каталізаторів пояснюють здатністю CuO утворювати з ZnO і Сг2О3 тонкодисперсну систему. Утворенню і збереженню дисперсної форми Сі сприяє, на думку авторів[145], Що утворюється цінкхромовая шпинель з дефектною структурою. Дефекти викликані впровадженням міді в між-узлія решітки. Введення до складу каталізатора хрому підвищує його термостійкість.

Низькотемпературні каталізатори синтезу метанолу являють собою потрійні і більш складні оксидні системи, до складу яких крім оксиду міді входять в різних поєднаннях трудновосстанавліваемие, більш тугоплавкі в порівнянні з СІО оксиди таких металів, як Сг, Al, Zn, Mg, Mn. Високу активність Сі-Zn - Сг-каталізаторів пояснюють здатністю СІО утворювати з ZnO і Сг2О3 тонкодисперсну систему. Утворенню і збереженню дисперсної форми Сі сприяє, на думку авторів[145], Що утворюється цінкхромовая шпинель з дефектною структурою. Дефекти викликані впровадженням міді в між - узлія решітки. Введення до складу каталізатора хрому підвищує його термостійкість.

Вітчизняний низькотемпературний каталізатор марки НТК-4 випускається у вигляді таблеток 5x5 або 4x6 мм, він містить в перерахунку на окис 50 - 55 міді.

Однак низькотемпературний каталізатор надзвичайно чутливий до серосодержащим домішкам, тому при роботі на такому каталізаторі особливо великі вимоги висувають до ступеня очищення газу.

Відновлюються низькотемпературні каталізатори воднем або окисом вуглецю. До вільного металу відновлюється тільки мідь; окису цинку і алюмінію не відновлюються. Температура відновлення не повинна перевищувати 230 - 250 С. Окислення його супроводжується великим тепловим ефектом, і пасивація його повинна проводитися дуже обережно.

Розробка низькотемпературних каталізаторів інтенсивно проводиться як за кордоном, так і в СРСР.
 Застосування низькотемпературного каталізатора має привести до істотного збільшення виходу метанолу та підвищенню селективності процесу.

Відновлення низькотемпературних каталізаторів складніше, ніж цинк-хромових, і вимагає великої ретельності. Швидкість відновлення дуже велика і, якщо не обмежувати зміст відновника в циркуляційному газі, можливий різкий підйом температури і спікання каталізатора. Відновлення можна проводити і при атмосферному, і при підвищеному тиску - важливо забезпечити відведення тепла, що виділяється циркуляційними газами. Особливістю процесу є і те, що контролювати його за кількістю виділяється конденсату неможливо, тому що присутня в газі двоокис вуглецю відновлюється воднем з виділенням води. У цих умовах жорстко дотримується графік швидкості підйому температури каталізатора. Дані по складу відновленого каталізатора в літературі відсутні.

Залежність продуктивності каталізатора при 6 - 8 об'ємні% С02 і 18 - 20 об'ємно. % СО від об'ємної швидкості газу (після 6 місяців роботи каталізатора. | Залежність продуктивності. | Залежність продуктивності каталізатора СНМ-1 від часу пробігу. Продуктивність низькотемпературних каталізаторів визначається також часом пробігу. В СРСР низькотемпературні каталізатори випускають під марками НТК-4 і НТК -8. Першим промисловим низькотемпературних каталізатором конверсії СО в СРСР, що випускається в промисловому масштабі з 1970 по 1975 р, був цінкхромомедний каталізатор НТК-1 розроблений ГИАП. Згодом були розроблені більш досконалі контакти НТК-4 НТК-8 які знаходять широке промислове застосування.

Все це низькотемпературні каталізатори різних гетеролітичних реакцій, що протікають зазвичай в рідкій фазі.

Основними властивостями низькотемпературного каталізатора, від яких залежать показники роботи промислових апаратів, є активність, стабільність і механічна міцність.

Отрутами для низькотемпературних каталізаторів є сполуки сірки, хлору, фосфору, кремнію.

Тривалі ісштанія низькотемпературних каталізаторів на промислової газі, проведені на модельних і дослідно-промислових установках показали, що в міру їх роботи відбувається поступове зниження активності, пов'язане з рекристалізацією і отруєнням. Процес рекристалізації протікає тим швидше, чим вище робоча температура контакту.
 Кращими з вивчених низькотемпературних каталізаторів є каталізатори, які містять сполуки міді.

У присутності дуже активних низькотемпературних каталізаторів: платини, паладію або нікелю, гидрогенизация нафтових продуктів може проводитися при порівняно низьких температурах, порядку 200 С і нижче. Каталізатори, однак, дуже легко отруюються сірчистими сполуками, зазвичай присутніми в нафтових продуктах.

Як видно, низькотемпературні каталізатори, як найбільш перспективні і високо-економічні, міцно входять в иетанольное виробництво.

Таким чином, низькотемпературні каталізатори можуть бути отримані різноманітними способами. Сировина для їх виробництва має бути високоякісним і містити мінімальну кількість каталітичних отрут, особливо таких, як миш'як і сірка. При приготуванні каталізаторів віддають - перевагу методу со-осадження, так як було установлено29 що каталізатори, отримані спільним. 
Як видно, низькотемпературні каталізатори, як найбільш перспективні і високо-економічні, міцно входять в метанольна виробництво.

Однак, якщо низькотемпературний каталізатор частково байпассіруется, то існує можливість того, що сірка потрапить на каталізатор метанірованія, який при цьому може отруїтися.

У наступні роки низькотемпературні каталізатори були вдосконалені і одночасно проведено комплекс заходів з очищення вихідного газу, що з відповідним апаратурним оформленням дозволило створити промислові агрегати низькотемпературного синтезу. Однак температурний діапазон ефективної роботи цього каталізатора дуже вузький, активність його згодом різко знижується, він не має достатню міцність і чутливий до перегрівів і контактним отрут. У міру згасання активності каталізатора для підтримки заданої продуктивності агрегату підвищують тиск і температуру синтезу.

Підбір та випробування низькотемпературних каталізаторів для гідрування нітропарафінов, Отч.

Вимоги до активності низькотемпературних каталізаторів в інтервалі температур від 200 до 250 С привели до того, що виробники приділяють головну увагу каталітичної активності і менше - міцності і часу пробігу. Активність недавно розробленого каталізатора дуже висока, тому обсяги шару каталізатора могли б бути зменшені на 30%, якби можна було стабілізувати початкову активність і уникнути отруєння.

Залежність між залишковим зі. Щоб уникнути отруєння низькотемпературного каталізатора II ступені до парового конденсату, що подається для охолодження газу між I і II ступенями конверсії, пред'являють жорсткі вимоги по вмісту в ньому солей.

У схемах з низькотемпературним каталізатором відпрацювання режиму ведуть одночасно зі ступенем з середньотемперату каталізатором, строго стежачи за тим, щоб температурний режим на стадії каталізатора НТК ні вище регламентного. При досягненні залишкового вмісту СО після НТК норми, встановленої регламентом[0 1 - 0 5 % ( об.) ], Конвертований газ направляється на процес метанірованія або на інший процес доочистки за прийнятою схемою.

Рівноважний залишковий вміст окису вуглецю після каталітичного взаємодії. В останні роки розроблений низькотемпературний каталізатор, активний при 150 - 250 С. На такому каталізаторі можна досить повно видаляти окис вуглецю з газів.

Обов'язковою умовою ус-пешню роботи низькотемпературних каталізаторів є наявність в газовій суміші 4 - 5 об'ємно.

Обов'язковою умовою успішної роботи низькотемпературних каталізаторів є присутність в газовій суміші 4 - 5% (об.) Діоксиду вуглецю. Він необхідний для підтримки активності таких каталізаторів. Термін служби каталізатора при виконанні цієї умови досягає 3 - 4 років.

Реактор синтезу метанолу заповнений низькотемпературних каталізатором СНМ-1 (60 м3), продуктивність 1 м3 якого дорівнює 624 т метанолу на добу.

При проведенні процесу на низькотемпературному каталізаторі в промислових умовах великий вплив робить дифузійне гальмування, характер якого змінюється в залежності від умов процесу і від тиску, що застосовується при таблетуванні каталізатора. Якщо реакція проводиться при 1 атм у присутності каталізатора, спресованого під тиском 1250 кгс /см, диффузионное гальмування починає позначатися на таблетках розміром 4x4 мм. Якщо тиск пресування дорівнює 2500 кгс /см2 диффузионное гальмування позначається на таблетках 2 6x2 6 мм, якщо ж тиск 7500 кгс /см2 - на таблетках 1 5x1 5 мм. Таким чином, в промисловості процес протікає в перехідній або внутрішньо-дифузійної областях.

Вивчення процесу гідрооблагороджування на низькотемпературних каталізаторах показало, що оптимальний вміст паладію в каталізаторі складає 0 5 вагу.

В останні роки був розроблений низькотемпературний каталізатор (цинк-хромово-мідний) конверсії СО, що дозволяє проводити процес при 250 - 300 С і отримувати залишковий вміст СО в межах 0 2 - 0 4% СО. Однак низькотемпературний каталізатор надзвичайно чутливий до серусодержащих з'єднанням, що висуває особливі вимоги до очищення газу.

Найбільшого поширення і визнання отримали низькотемпературні каталізатори, розроблені фір.

Ведуться інтенсивні роботи по підбору низькотемпературних каталізаторів, які дозволять досягти при тиску 150 - 200 кгс /см2 виходи аміаку, близькі до отримуваних при тиску 300 кгс /см2 що дасть можливість знизити тиск синтезу і призведе до зменшення витрат енергії на стиснення газу.

Конверсію окису вуглецю за участю низькотемпературного каталізатора доцільно здійснювати при поступовому зниженні температури. Зниження температури може бути ступінчастим. Спочатку, коли в газовій суміші міститься багато окису вуглецю, конверсія проводиться на звичайному каталізаторі з виділенням найбільшої кількості тепла реакції. При високій температурі в реакційній зоні забезпечується швидкість реакції, достатня для переробки здебільшого окису вуглецю, хоча за умовами рівноваги ще не досягається високий ступінь конверсії. Потім температуру газової суміші знижують, і в інший каталітичної зоні реагує решта окису вуглецю.

Криві, що описують залежність продуктивності низькотемпературного каталізатора від змісту в газі оксиду вуглецю, мають максимум, положення і величина якого змінюються. У досліджених межах криві, що описують залежність продуктивності каталізатора від співвідношення Н2: СО (див. Рис. 311 б), також проходять через максимум.

Створення про використанням метадлокошлексного каталізу низькотемпературних каталізаторів гідрокрекінгу, ізомеризації, гідроочищення дозволить підняти їх селективність, а головне - зменшити втрати на газоутворення і нагрів.

Таким чином, на активність низькотемпературних каталізаторів синтезу метанолу великий вплив робить дисперсність активної фази.