Скачиваний:
4
Добавлен:
01.07.2024
Размер:
9.05 Mб
Скачать

Пористая структура твёрдых катализаторов

Пористая структура отражает размер, форму, расположение и т.д. пор внутри пористого материала.

Поры - пустоты (отверстия) пространства внутри пористого материала.

Основные параметры пористой структуры:

1) Пористость (материала) – отношение объема пористого пространства ко всему объёму материала. Выражается в долях единицы или %;

2) Удельный объем пор [см3/г] – отражает объем пористого пространства, приходящегося на 1 г материала;

3) Удельная поверхность материала2/г] – площадь поверхности (внешняя и внутренняя) на 1 г материала;

4) Средний размер пор [нм] – отражает среднее значение условного диаметра или условного радиуса пор;

5) Дисперсность (распределение пор по размерам).

О сновные виды пористой структуры:

1) Губчатая;

2) Корпускулярная (глобулярная - частный случай корпускулярной);

3) Пластинчатая (слоистая);

4) Волокнистая (пример: асбест).

Пористая структура любого пористого материала представляет собой совокупность пор всех возможных в данном случае размеров.

Степень использования поверхности катализатора – величина, отражающая отношение количества используемых активных центров к общему количеству активных центров на поверхности катализатора.

Лекция №4 (15 мар. 2023)

Технические характеристики катализатора:

1) Активность – мера ускоряющего действия катализатора по отношению к той или иной реакции (способность ускорять реакции).

Способы выражения активности:

1. Выражение с помощью скорости реакции: ;

2. Отношение скорости каталитической реакции к скорости некаталитической: , (отношение констант скоростей);

3. Разность энергий активаций .

Удельная (истинная) активность (TOF (число оборотов реакции)) выражается скоростью реакции на 1 каталитическом центре, [с-1]

-1] – количество элементарных взаимодействий в секунду.

TOF [с-1] 10-3-10-6 моль/с 1017-1020 молекул/с

Чем больше активных центров, тем выше скорость реакции.

2) Производительность – количество продукта, полученного с использованием единицы массы (объема) катализатора в единицу времени.

3) Селективность катализатора по определенному заданному продукту или группе продуктов – способность избирательно ускорять заданную реакцию при наличии побочных реакций. Выражается долями или %.

4) Устойчивость катализатора к отравлению (химическая устойчивость).

Отравление катализатора – снижение каталитической активности при контакте с отдельными хим. реагентами.

Вещества, приводящие к отравлению катализатора, наз. контактными ядами.

Различают обратимое и необратимое отравление. В 1-ом случае активность катализатора можно восстановить, предотвратив доступ контактного яда к поверхности катализатора и путем дальнейшей продувки чистой газовой смеси. Во 2-ом случае производство останавливается, катализатор выгружают, производят регенерацию или загружают новый.

5) Термическая устойчивость – способность катализатора работать в условиях повышенных температур.

Лекция №5 (20 мар. 2023)

Большинство каталитических реакций протекает с выделением тепла, кот. поступает в реакционную зону, т. е. на катализатор и приводит к повышению его температуры.

Для поддержания заданной температуры используют различные приемы:

1) Охлаждение, отвод тепла в теплообменнике;

2) Использование заданных концентраций исходных веществ;

3) Охлаждение путем подачи холодного байпаса.

При повышении предельно допустимой температуры может наступить процесс дезактивации катализатора (из-за кристаллизации пористого материала носителя или катализатора).

-Al2O3 Sуд 200 м2 -Al2O3 Sуд 70 м2 -Al2O3 Sуд < 10 м2/г – корунд

Минерал – вещество, которое можно отразить химической формулой (вода тоже минерал).

Для каждого катализатора существует своя предельно допустимая температура.

Температура зажигания катализатора – минимальная температура, при кот. начинается заметное увеличение скорости реакции (на 10-15%).

Соседние файлы в предмете Технология катализаторов