26. Состав и способы изготовления контактных масс.

• Промышленные твердые катализаторы обычно не являются ин­дивидуальными веществами. Они представляют собой, как прави­ло, сложную смесь, которая называется контактной массой. В контактной массе одни вещества являются собственно катали­заторами, а другие служат активаторами (модификаторами) и носителями. Активаторами, или промоторами, называют вещест­ва, повышающие активность основного катализатора. Носителями, или трегерами, называют термостойкие, прочные, пористые вещества, на которые осаждением из раствора или другим способом наносят катализатор. Нанесение каталити­ческих веществ на пористый носитель обеспечивает их тонкое дис­пергирование, создает большую удельную поверхность при опти­мальных размерах пор и повышает термостойкость катализатора, так как затруднено спекание его кристаллов, разобщенных на поверхности носителя.

• Основные методы изготовления:

• Осаждение гидроксидов или карбонатов из растворов их со­лей совместно с носителем или без носителя с последующим фор­мованием и прокаливанием контактной массы (осажденные ка­тализаторы). Так, катализаторы кислотно-основных реакций го­товят соосаждением компонентов, например совместной коагуля­цией гелей (алюмосиликаты, силикагель). Контактную массу фор­муют в виде таблеток, зерен или гранул.

• Смешение и совместное прессование порошков с получением смешанных катализаторов или катализаторов с активаторами и носителями, а также с вяжущими веществами.

• Сплавление нескольких веществ (металлов или оксидов) с последующим восстановлением металлов из оксидов водородом или другими газами, иногда с последующим выщелачиванием одного из ме­таллов.

27. Аппаратурное оформление гетерогенных каталитических процессов.

Реакторы гетерогенного катализа:

• С фильтрующим слоем катализатора: применимы для любого типа каталитических реакций. В этих аппаратах слой или несколько слоев катализатора неподвижно лежат на решетчатой опоре или загружены в трубы и через неподвижный катализатор пропускается смесь реагирующих веществ при режиме, близком к идеальному вытеснению.

• Поверхностный контакт: из-за небольшой поверхности контакта такие реакторы целесообразно применять для быстрых экзотермических реакций на высокоактивном катализаторе, обеспечивающем высокие выходы.

• С фильтрующим слоем без теплообменных устройств: работают в адиабатическом тепловом режиме, причем температура регулируется только изменением состава и температуры исходного сырья.

• С фильтрующим слоем с периодическим подводом и отводом теплоты: как правило однослойны; попеременно подают то реагирующее вещество, то теплоноситель для разогрева катализатора.

• Трубчатый контактный: теплообмен непрерывен и происходит одновременно с каталитической реакцией – катализ в политермическом режиме; тепловой эффект реакции частично компенсируется подводом или отводом тепла.

• С кипящим (псевдосжиженным) слоем катализатора: применяется как альтернатива к реакторам с фильтрующим слоем – лишен их недостатков; значительно упрощена конструкция.

• С движущимся катализатором: широко применяется для парофазного крекинга и в других процессах, где требуется непрерывная циркуляция катализатора.