Химиялық технологияның теориялық негіздері Негізгі технологиялық түсініктер және анықтамалар
жүктеу/скачать 0.8 Mb. Pdf көрінісі
|
| Қатты катализаторларды дайындау
Өнеркәсіптік процестерді жүргізуге арналған катализаторларды таңдау күрделі міндет болып табылады. катализаторлар әртүрлі химиялық реакциялар үшін спецификалық болады. Өнеркәсіптік қатты катализаторлар контактты масса деп аталатын күрделі қоспа болып табылады. Контактты масса негізгі үш компоненттен тұрады: катализатордың өзі, проомоторлар және тасымалдағыш (1.10-сурет). 1.10-сурет – Контактты массаның құрамы Активаторлар немесе промоторлар – катализатордың белсенділігін арттыратын заттар. Олар ретінде жиі жағдайларда сілтілік немесе кейбір басқа металдардың оксидтері қолданылады. Активаторлардың әсер ету механизмі әртүрлі болуы мүмкін, бірақ әрдайым белсенді кешендер түзіледі. Олар негізгі катализатордың белсенділігін арттырады. Тасымалдағыш немесе трегер – үстіне каталитикалық белсенді зат және промотор енгізілетін кеуекті инертті зат. Тасымалдағыш ретінде белсендендірілген көмір, пемза, керамика, силикагель, ионалмастырғыш шайырлар, полимерлер және т.б. қолданылады. Тасымалдағыш каталитикалық процестің нақты жағдайларындағы термиялық және химиялық беріктікті, жұмысының тұрақтылығын және жұмыс істеу мерзімінің ұзақтығын, сонымен қатар тауарлы катализатордың құнын анықтайды. Катализаторлар тасымалдағыштарға тұндыру, шаңдату, бітеу тәрізді әдістермен енгізіледі. Активатор катализаторға енгізіледі. Олар каталитикалық қасиетке ие болмаса да, каатлизатордың белсенділігін, оның термотұрақтылығын арттыруы мүмкін және катализатордың уланушылығын төмендетуі мүмкін. Белсенді катализаторларды дайындаудың негізгі әдістеріне жатады: 1) әрі қарай қақтаумен тасымалдағышқа металдарды гидрототықтар немесе карбонаттар ретінде тұндыру (тұндырылған катализаторлар); 2) катализатордың барлық компоненттерін байланыстырғыш затпен бірге престеу; 3) құрамында катализатор және активатор бар кеуекті тасымалдағышты ерітіндімен ылғалдау және әрі қарай кептіру және қақтау; 4) бірнеше затты бірге балқыту және кейде олардың біреуін әрі қарай сілтілендіру (қаңқалы катализаторлар). Мысалы, гидрирлеудің қаңқалы никельді катализаторы никельді алюминиймен бірге балқыту және алюминийді әрі қарай сілтілендіру арқылы жасалады. Контактты массаны қалыптау арқылы түйіршіктер, таблеткалар, цилиндрлер, әртүрлі металдардың балқымаларынан жасалған жіңішке торлар ретінде шығарады. Контактты аппараттар және каталитикалық процестердің технологиялық тәртібі. Фазалық белгісі бойынша каталитикалық процестерді 4 топқа бөлуге болады: 1) газ – қатты катализатор; 2) сұйық – қатты катализатор; 3) газ (немесе сұйық) – сұйық катализатор (немесе қатты катализатордың сұйықтағы жүзгіні); 4) сұйық – катализатор сұйық (араласпайтын сұйықтар). Өнеркәсіптік процестердің басым бөлігі 1-ші топқа жатады. Әрбір технологиялық процесте, соның ішінде каталитикалық процесте технологты қызықтырады: - процестің жүру жылдамдығы (немесе жабдықтаудың өнімділігі); - дайын өнімнің шығуы (немесе шикітаттың қолданылу толықтығы). Контактты аппараттың жұмысының көрсеткіштері. Контактты аппараттың жұмыс тәртібі мен өнімділігі келесі параметрлерге тәуелді болады: а) жанасу уақыты – реакциондық қоспаның катализдеу аймағында болу уақыты cvtcb кат к V V = , (1.27) мұндағы τ к – жанасу уақыты, сек; V кат – катализатордың көлемі, м³; V қоспа – уақыт бірлігінде катализатор арқылы өтетін реакциондық қоспаның көлемі, м³/с. Жанасу уақытының артуы каталитикалық процестің қосынды жылдамдығын төмендетеді, бірақ бұл кезде өнімнің шығуы артады. жанасу уақытына кері шама көлемдік жылдамдық деп аталады. Көлемдік жылдамдық уақыт бірлігінде катализатордың көлемінің бірлігі арқылы өтетін реакциондық қоспаның көлемі к W 1 = с -1 (1.28) 2) Катализатордың меншікті өнімділігі (интенсивтлігі) уақыт бірлігінде катализатордың көлемінің бірлігінен алынатын өнімнің массасы. Контактты аппараттар. Гомогенді катализдің аппаратуралық безендіруі арнайы конструкциялы аппраттарды қажет етпейді. Ал гомогенді катализ үшін аппратуралар, әсіресе контактты аппараттар ерекше және алуан түрлі болады. Контактты аппараттар үздіксіз жұмыс істеулері, жоғары интенсивтілікке ие болулары қажет, процестің оптималды температуралық тәртібін қамтамасыз етін болуы қажет. Контактты аппараттардың конструкциялары бір бірінен газдың катализатормен жанасу әдісімен, жылуды жеткізу және алып кету тәсілдерімен және т.б айырылады. Түйіршікті қатты катализатордың газ ағынымен әрекеттесу гидродинамикасы бойынша контактты аппараттар келесі түрлерге бөлінеді: 1) қозғалмайтын қабатты (сүзетін қабат); 2) ілінген (қайнайтын) қабатты; 3) реакциондық көлемнің барлық биіктігінің бойында катализатор үздіксіз қозғалыста болатын; 4) катализатор газтәрізді реагентті өткізетін торлар, түтіктер ретінде жасалаған контактты аппараттар (беттік жанасу). Контактты аппараттар толық түрде 1,5 бөлімде қарастырылған. жүктеу/скачать 0.8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|