Каталізатори метали - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Каталізатори метали
Дорогоцінні метали вилучають з відпрацьованих каталізаторів для повторного використання, а більшість металів, що найчастіше використовуються в каталізаторах, серед яких і такі дорогі, як нікель, кобальт, мідь, хром, повторно не використовується. Цьому перешкоджає переважно присутність у відпрацьованому каталізаторі органічних залишків. Хоча видалення органічних залишків подорожчає процес вилучення металів, його необхідно проводити, тому що в іншому випадку порушується технологія поділу металів та забруднюються стічні води. Вторинне використання металів каталізаторів заважає також та обставина, що багато[c.28]
На змішування направляють подрібнені активні компоненти каталізатора (метали або оксиди металів VHI групи), наповнювачі (глинозем, магнезит та інші тугоплавкі матеріали), що зв'язує (цемент), воду або водний розчин кислоти (солі). Наприклад, карбонат нікелю, окис магнію та пластичну глину змішують у змішувачі протягом 15 хв. Потім змішувач додають водний розчин нітрату натрію і змішання продовжують ще 40 хв до отримання однорідної суміші. В іншому прикладі змішання[c.21]
Процеси високотемпературної ізомеризації пентан-гексанових фракцій, що здійснюються при 350-420 ° С, набули поширення, починаючи з 50-х рр. [7-9, 19, с. 82-100]. Як каталізатори використовувалися біфункціональні каталізатори метал - оксид алюмінію, промотований фтором, і метал - алюмосилікати. Досяжна глибина ізомеризації н-пентану за прохід становить 50-55%, октанове число ізомеризату пентан-гексанової фракції 75 (ІМ) у чистому вигляді.[c.81]
Механізм окислення у присутності каталізаторів-металів вивчений недостатньо. Дію металів можна пояснити по-різному утворенням уламків молекул, що мають властивості вільних радикалів перерозподілом електронів між гідроперекисами і металом у нижчому валентному стані або, нарешті, утворенням деяких сполук з гідроперекисами, що мають кислий характер.[c.178]
Найбільш складний механізм дії отрут на металеві або напівпровідникові каталізатори. Метали, особливо благо-[c.53]
Можливість зміни швидкості реакцій крекінгу і інтенсифікації процесу крекінгу шляхом застосування каталізаторів відзначалася в літературі різними дослідниками. Вивчення впливу на процес крекінгу різних каталізаторів (металів, оксидів металів та хлоридів металів) показало, що найбільшу дію порівняно з іншими каталізаторами має хлористий алюміній.[c.430]
Каталітичне окиснення суміші ізомерів ксилолів, що виходять при риформінгу бензинових фракцій 105-140°С. Рідкофазне окислення суміші ксилолів ведеться в розчині оцтової кислоти з каталізаторами-металами змінної валентності кобальтом, марганцем або молібденом у присутності брому. Це може приблизно бути виражено наступним рівнянням[c.34]
Каталітичні реакції поділяються на два основні класи гомогенні та гетерогенні. Гетерогенним каталізатором є хімічна сполука, нерозчинна в реакційному середовищі. Каталізатор може бути індивідуальним, змішаним з іншими каталізаторами або нанесеним на інертний носій. Поширені гетерогенні каталізатори – метали та їх оксиди. Переваги гетерогенних каталізаторів полягають у їх низькій вартості, простоті регенерації та придатності до використання в реакторах як періодичного, так і проточного типу. ДоНедолікам цих каталізаторів відносяться зазвичай невисока специфічність дії та у багатьох випадках великі витрати енергії на обігрів реакторів та створення підвищеного тиску.[c.35]
На властивості алюмосилікатних каталізаторів сильно впливають метали, що накопичуються в них. Отруєння каталізатора металами може бути двох типів. Лужні метали нейтралізують[c.216]
У процесі мікросферичним каталізатором накопичення металів у ньому відбувається швидше, ніж кульковим. Пояснюється це тим, що значна частина металів зосереджується на поверхні та поверхневому шарі каталізатора. В результаті стирання кулькового каталізатора метали видаляються з пилом, що відвіюється від циркулюючого каталізатора.[c.218]
І пропарювали у звичайній індексній установці також протягом 4 годин при 700-900 ° С і подачі пари 64 мл/год. Отримані дані показують, що при термічній та паровій обробці каталізатора метали по-різному впливають на його якість.[c.144]
Механізм отруєння та промотування каталізатора металами. У літературі існує думка, що метали можуть впливати на якість каталізатора подвійно. Такі метали, як нікель, ванадій, залізо та інші знижують активність і вибірковість каталізатора [45, 64, 202, 213] лужні метали, наприклад натрій, зменшують тільки активність каталізатора не змінюючи вибірковості [45].[c.171]
У книзі показано вплив різних факторів на старіння та отруєння алюмосилікатних каталізаторів крекінгу (аморфних та цеолнтних), а також зміна показників процесу каталітичного крекінгу при дезактивації каталізаторів. Описані різні методи запобігання старінню каталізаторів крекінгу та способи запобігання їх від отруєння шляхом очищення сировини крекінгу. Викладеноспособи підтримки активності каталізатора на оптимальному рівні, засновані на видаленні його поверхні отруйних металів. Розглянуто можливості підвищення ефективності процесу крекінгу шляхом додавання до каталізатора металів.[c.2]
Про отруєння цеолитсодержащих каталізаторів металовмісними сполуками зустрічаються лише розрізнені дані. Зокрема, зазначається, що ці сполуки впливають на цеолітні каталізатори меншою мірою, ніж на аморфні. Так, повідомляється [218], що при вмісті від 0,027 до 0,05% нікелю та від 0,04 до 0,09% ванадію помітного отруєння каталізатора не спостерігається. Зазначається [219], що каталізатор XZ-25 допускає присутність у сировині до 0,03 вага. % нікелю та до 0,1 вага. % ванадія. У роботі [220] менше отруєння цеолітних каталізаторів металами пояснюється накопиченням їх в основному у висококиплячих фракціях, дифузія яких у порожнині цеолітів утруднена.[c.161]
Друй поширений механізм гетерогеннокаталітичного окиснення називають окислювально-відновним. Він полягає в тому, що сорбований на іоні металу вуглеводень окислюється киснем решітки каталізатора метал при цьому відновлюється в нижчий валентний стан і потім, знову взаємодіючи з киснем, переходить у первісну форму.
Отруєння обох видів розглядається в роботі [45], де вивчався вплив різних концентрацій нікелю, ванадію, заліза, міді, свинцю та натрію на результати крекінгу та якість каталізатора. Метали наносили на каталізатор просоченням його водяними розчинами солей. Ванадій вводили як метаванадату амонію, а натрій — як ацетату. Інші метали вводили у вигляді нітратів. Щоб уникнути попадання в каталізатор сторонніх домішок розчини солей металівготували у дворазово дистильованій воді, а всі судини перед вживанням ретельно очищали, промивали та споліскували також дворазово дистильованою водою. Просочені зразки висушували при 90 °С, а потім прожарювали в повітрі при 600 °С протягом 2 годин для розкладання солей металів до оксидів та повного видалення летких речовин. Виходи продуктів крекінгу в стандартних умовах на отриманих зразках каталізатора наведено у табл. 48 [45]. Там же наводяться дані про кислотність, питому поверхню і порову характеристику цих зразків.[c.171]
Таким чином, навіть з точки зору вироблення якісних нафтопродуктів попереднє гідроочищення сировини каталітичного крекінгу є економічним. Крім того, економічність каталітичного крекінгу з попереднім гідроочищенням сировини зросте завдяки меншому отруєнню каталізатора металами, а також зменшенню корозії апаратури. Останні чинники, через відсутність необхідних даних, було неможливо враховуватися при економічних розрахунках.[c.209]
Видалення металів, що відбувається в результаті розкладання металовмісних комплексів, супроводжується їх накопиченням у порах каталізатора. У літературі відсутня інформація про матеріали вивчення механізму реакцій деметалізації. Імовірно, каталізатор адсорбує, наприклад, ванадилпорфірин у незмінному вигляді, потім кільце порфірину розкривається і утворюється неванадильна сполука. В результаті перетворень, що протікають, на поверхні каталізатора метал зв'язується з активною поверхнею пор.[c.56]
Середня молекулярна вага їх дорівнює 24-28. Зі збільшенням концепт рація в газах водню, що може мати місце, наприклад, при накопиченні на каталізаторі металів (нікель, ванадій та ін), щільність газів знижується. Потоки газіввідведених з газосепараторів крекінг-установок, а також з абсорберів, містять більшу або меншу кількість інертних газів, в деяких випадках до 10% за обсягом, рахуючи на сухий газ. Інертні гази вносяться в реактор каталізатором і потім надходять разом із продуктами реакції в секцію фракціонування.[c.233]
Систематизація реакцій окислення з кінетичної точки зору скрутна, тому що їх кінетика залежить зазвичай від багатьох факторів поверхневих ефектів (природа поверхонь), присутності домішок, температури, співвідношення реагентів, фазового стану системи, в якій протікає реакція (гомогенна, гетерогенна, системи газ - рідина , газ - тверде тіло і т. д.) природи сполук (насичені, ненасичені, молекулярна вага, структура і т. д.) та агентів окислення (Ог, О3, КМПО4 і т. д.) присутності та природи активаторів (атоми, вільні радикали, випромінювання і т. д.), каталізаторів (метали, їх оксиди тощо).[c.132]
При необхідності подальшого заміщення має сенс застосовувати як каталізатор метал, що має здатність давати хлориди двох рядів (Sn, Sb, Pe, Мо, Al, Bi). У практиці, при дії хлору на холоді на вищі гомологи бензолу, зазвичай застосовується залізо, д хлор стає в ядро. Навпаки, при реакції в паровій фазі хдар стає на боки ланцюг.[c.41]
З причин, зазначених вище, у певний момент роботи кожного каталізатора гідрообробки приймається рішення про те, що подальше його використання економічно не виправдано. У свій час відпрацьований каталізатор просто заривали, наразі це неприпустимо ні з економічної, ні з екологічної точки зору. Тому зараз більшість відпрацьованих каталізаторів гідрообробки продають компаніям, що спеціалізуються на вилученні одногодекількох металів, що містяться в каталізаторі.[c.122]
Активні центри гідрування-дегідрування без водню швидко отруюються в результаті розпаду на них вуглеводнів до елементів, тому процес потрібно проводити під тиском водню. Крім того, каталізатор, що має тільки кислотну активність, при проведенні ізомеризації сумішей н-парафінів з олефінами швидко отруюється коксом як у присутності водню, так і без нього. При нанесенні на такий кислотний каталізатор металу, що каталізує гідрування-дегідрування, і під тиском водню закоксовування кислотних центрів різко сповільнюється, отже, гідруючі (дегідруючі) активні центри не тільки забезпечують проміжне утворення олефінів, але і оберігають сусідні кислотні активні центри.[c.237]
Оскільки всі зразки, що містять метали, були приготовлені та випробувані нами в тих самих умовах, можна порівняти вплив різних металів на активність каталізатора. За зростаючою отруйною дією на каталізатор метали розташовуються в наступний ряд хром, свинець Сжелезо С молібден, ванадій Дивитися сторінки де згадується термінКаталізатори метали :[c.400] [c.106] [c.84 ] [c.655] [c.141] [c.251] [c.104] Сучасна загальна хімія Том 3 (1975) - [c.3, c.112]
Сучасна загальна хімія (1975) - [c.3, c.112]