20. Требования, предъявляемые к промышленным катализаторам.

К промышленным катализаторам предъявляются следующие основные требования: достаточно высокая активность, стойкость к действию контактных ядов, избирательность, стабильность в работе, достаточная теплопроводность, термостойкость, механическая прочность, малая стоимость.

2 1. Основные стадии гетерогенного катализа.

Гетерогенный катализ – реагент и катализатор находятся в разных фазах.

В общем случае процесс гетерогенного катализа складывается из следующих стадий:

1 – внешняя диффузия молекул реагентов из ядра потока к поверхности катализатора через пограничный слой δ;

2 – внутренняя диффузия молекул в порах катализатора;

3 – активированная адсорбция молекул на поверхности катализатора с образованием поверхностных непрочных химических соединений – активированных комплексов;

4 – перегруппировка атомов с образованием поверхностных комплексов «продукт-катализатор» (химическая реакция);

5 – десорбция молекул продуктов с поверхности;

6 – внутренняя диффузия молекул продуктов в порах катализатора;

7 – внешняя диффузия молекул продуктов от поверхности катализатора в ядро потока через пограничный слой.

Стадии 3, 4, 5 являются химическими, 1, 2, 6, 7 – массообменные (диффузионные).

22. Отравление промышленных катализаторов.

Отравление катализатора – частичная или полная потеря активности в результате действия небольшого количества веществ, называемых контактными ядами. Контактные яды обычно поступают в виде примесей к исходным реагентам (газам, жидкостям). Отравление наступает в результате химического взаимодействия яда с катализатором с образованием каталитически неактивного соединения, активированной адсорбции яда на активных центрах катализатора, кристаллизации яда или его производного на поверхности катализатора. Отравление может быть обратимым и необратимым.

При обратимом отравлении активность катализатора снижается лишь во время присутствия ядов в поступающей смеси.

Необратимое отравление является постоянным, отравленный катализатор выгружают из аппарата и заменяют новыми или же регенерируют экстракцией яда или катализатора из контактной массы.

23. Основные аппараты химической технологии.

Оборудование, предназначенное для осуществления химико-технологического процесса, по назначению и характеру действия можно разделить на несколько групп:

1) Технологические аппараты для осуществления отдельных процессов (реакторы, ректификационные колонны, абсорберы, теплообменники, выпарные аппараты, фильтры, емкости и т.д.).

Аппараты в большинстве своем не содержат подвижных элементов, если не считать мешалки и другие встроенные механические приспособления, обеспечивающие необходимый режим протекания процесса в аппаратах.

2) Механические устройства для обеспечения технологического процесса. Основной рабочий орган у них, как правило, подвижный. Это – насосы, вентиляторы, турбины, компрессоры, транспортеры и др.

3) Трубопроводы для внутризаводского и внутрицехового перемещения потоков газа, жидкости и их смесей между аппаратами и машинами. По трубопроводам могут передаваться и твердые вещества, обычно в виде взвесей (пневмо- и гидротранспорт).

4) Регулирующая и запорная арматура (краны, вентили, задвижки, заслонки).

5) Аппаратура контроля и управления включает датчики состояния потоков, первичные преобразователи, отображающие приборы, системы управления, исполнительные механизмы.