3.4. Плавленые и скелетные контактные массы

Технология приготовления плавленых катализаторов достаточно проста и сводится обычно к следующим операциям: приготовление шихты нужного состава, расплавление компонентов, формование или охлаждение расплава и дробление массы до требуемых размеров [1].

Металлические катализаторы выпускают в виде сеток, спиралей, стружки, мелких кристаллов, сфер, полученных при разбрызгивании или распылении расплава в охлаждающую жидкость. Так, платиновые катализаторы окисления аммиака применяют в виде проволочной сетки, а никелевые катализаторы гидрирования жиров используют иногда в виде стружки. Применен серебряный катализатор окисления метанола до формальдегида в виде сеток и мелких зерен (кристаллов).

Металлическую проволоку получают на протяжных машинах, стружку - на фрезерных станках. Условия проведения процесса плавления в значительной степени определяют качество получаемых контактов.

Технология металлических плавленых катализаторов сводится к составлению сплава нужного состава. Для увеличения удельной площади поверхности сплав подвергают дополнительной обработке, например, анодным окислением. Платиновые сетки в условиях окисления NH₃ активируются самопроизвольно, т.к. в результате катализа поверхность проволоки разрыхляется и площадь ее увеличивается в течение первых двух-трех дней работы в десятки раз. Одновременно катализатор теряет механическую прочность.

Пористые металлические катализаторы, так называемые скелетные, получают из двух- или многокомпонентных сплавов каталитически активных металлов (Ni, Co, Cu, Fe) с Al или Si c последующим выщелачиванием Al или Si растворами электролитов [6].

Например, Ренеем был предложен метод приготовления скелетного катализатора, заключающийся в сплавлении каталитически активного металла с другим металлом, растворимым в щелочи. Так, например, скелетный Ni-катализатор гидрирования (Ni-Ренея) получают выщелачиванием никель-алюминиевого сплава (обычно в соотношении 50:50) избытком горячего водного раствора гидроксида натрия. При этом практически полностью удаляется алюминий и остается очень пористая губчатая (скелетная) масса никеля, которую из-за ее пирофорности необходимо хранить под слоем инертной жидкости.

Активность скелетных катализаторов связана с наличием в них водорода в физически адсорбированном и растворенном состояниях и от состояния адсорбированного ими водорода. Важную роль при этом играет выбор метода сушки легкоокисляющихся катализаторов, в частности скелетного никеля. Рекомендуется тщательная отмывка катализаторов от воды метанолом или другими спиртами алифатического ряда. Наилучшей является сушка катализаторов от воды при низких давлениях и температурах.

После прекращения выщелачивания большую часть раствора сливают, осадок отмывают от щелочи и в виде водной суспензии переводят в специальную емкость. В последнюю добавляют минеральное масло и полностью удаляют воду нагреванием в вакууме. Готовый катализатор хранят и транспортируют в виде масляной суспензии.