1. Визначення та основні характеристики каталізаторів
Каталізатор — це речовина, яка змінює швидкість хімічної реакції шляхом взаємодії з реагентами, не змінюючи хімічної рівноваги або кінцевих продуктів реакції. Після завершення реакції каталізатор зберігає свою загальну масу, хімічний склад і хімічні властивості, тоді як його фізичні властивості можуть змінюватися.
2. Основні показники ефективності промислових каталізаторів
Промислові каталізатори повинні відповідати комплексним вимогам до продуктивності:
①Висока каталітична активність і чудова цільова селективність для досягнення ефективного перетворення вихідної сировини та придушення побічних реакцій
②Надзвичайна стабільність роботи з мінімальним зниженням продуктивності під час тривалої-експлуатації
③Сприятливі фізичні структури, включаючи питому площу поверхні, розмір пор і об’єм пор
④Надійна механічна міцність із високою стійкістю до стиснення та стирання
⑤Уніфікований розмір частинок, розподіл частинок за розміром і морфологія відповідно до завантаження реактора та робочих умов рідини
3. Селективність і стабільність каталізаторів
-
Вибірковість
По суті, каталізатор різко знижує енергію активації основної реакції, надаючи менший відновний вплив на енергію активації побічних реакцій. Він регулюється трьома ключовими факторами: внутрішньою селективністю, яка визначається механізмом реакції, селективністю дифузії, яка визначається пористою структурою каталізатора, і селективністю процесу, на яку впливають робочі параметри, такі як температура, тиск і об’ємна швидкість.
-
Стабільність
Стабільність має вирішальне значення для довго{0}}циклічної роботи каталізатора, охоплюючи термічну стабільність, хімічну стабільність, стійкість до коксування, механічну стабільність і стійкість до отрут. Ці властивості, відповідно, дозволяють каталізатору витримувати високі температури, хімічне погіршення, відкладення коксу, механічне стирання та ерозію токсичними домішками в сировині.
4. Звичайні промислові каталітичні реактори
У промисловості широко застосовуються три основних типи каталітичних реакторів:
· Реактор-з нерухомим шаром: проста конструкція зі стаціонарною упаковкою каталізатора, широко застосована для газо-твердих реакцій, таких як синтез аміаку, десульфурація димових газів і перетворення вуглеводнів.
· Реактор із-зрідженим шаром: Частинки каталізатора суспендовані та псевдозріджені технологічною рідиною, забезпечуючи рівномірну масо- та теплопередачу, що ідеально підходить для швидкореакційних систем.
· Реактор з-рухомим шаром: Забезпечує безперервний рух і регенерацію каталізаторів, підходить для промислових процесів, які потребують безперервного оновлення каталізатора та тривалого-безперервного виробництва.