1. Katalizatoru definīcija un pamatīpašības
Katalizators ir viela, kas maina ķīmiskās reakcijas ātrumu, mijiedarbojoties ar reaģentiem, neizmainot ķīmisko līdzsvaru vai nemainot galareakcijas produktus. Pēc reakcijas katalizators saglabā savu kopējo masu, ķīmisko sastāvu un ķīmiskās īpašības, bet tā fizikālās īpašības var mainīties.
2. Rūpniecisko katalizatoru galvenie darbības rādītāji
Rūpnieciskajiem katalizatoriem jāatbilst visaptverošām veiktspējas prasībām:
①Augsta katalītiskā aktivitāte un lieliska mērķa selektivitāte, lai panāktu efektīvu izejvielu pārveidi un nomāktu blakusreakcijas
②Izcila darbības stabilitāte ar minimālu veiktspējas pasliktināšanos ilgstošas{0}}darbības laikā
③ Labvēlīgas fiziskās struktūras, tostarp īpatnējais virsmas laukums, poru izmērs un poru tilpums
④ Izturīga mehāniskā izturība ar kvalificētu kompresijas pretestību un nodilumizturību
⑤ Vienmērīgs daļiņu izmērs, daļiņu izmēra sadalījums un morfoloģija, lai atbilstu reaktora slodzei un šķidruma darbības apstākļiem
3. Katalizatoru selektivitāte un stabilitāte
-
Selektivitāte
Būtībā katalizators krasi samazina galvenās reakcijas aktivācijas enerģiju, vienlaikus vājāk samazinot blakusreakciju aktivācijas enerģiju. To nosaka trīs galvenie faktori: iekšējā selektivitāte, ko nosaka reakcijas mehānisms, difūzijas selektivitāte, kas iegūta no katalizatora poru struktūras, un procesa selektivitāte, ko ietekmē darbības parametri, piemēram, temperatūra, spiediens un telpas ātrums.
-
Stabilitāte
Stabilitāte ir ļoti svarīga katalizatora ilgstošai darbībai{0}}, kas aptver termisko stabilitāti, ķīmisko stabilitāti, koksēšanas izturību, mehānisko stabilitāti un izturību pret indēm. Šīs īpašības attiecīgi ļauj katalizatoram izturēt augstu temperatūru, ķīmisko nolietošanos, koksa nogulsnēšanos, mehānisku noberšanos un eroziju, ko izraisa izejvielu toksiskie piemaisījumi.
4. Parastie rūpnieciskie katalītiskie reaktori
Rūpniecībā plaši tiek izmantoti trīs galvenie katalītisko reaktoru veidi:
· Fiksēts{0}}gultas reaktors: Vienkārša struktūra ar stacionāru katalizatora iepakošanu, plaši izmantota gāzu -cieto vielu reakcijās, piemēram, amonjaka sintēzē, dūmgāzu atsērošanā un ogļūdeņražu pārveidē.
· Šķidruma{0}}slāņa reaktors: Katalizatora daļiņas suspendē un šķidrina procesa šķidrums, nodrošinot vienmērīgu masu un siltuma pārnesi, kas ir ideāli piemērots ātras reakcijas sistēmām.
· Moving{0}}bed Reactor: nodrošina nepārtrauktu katalizatoru kustību un reģenerāciju, kas ir piemērots rūpnieciskiem procesiem, kuriem nepieciešama nepārtraukta katalizatora atjaunošana un ilgstoša{0}}nepārtraukta ražošana.