ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристика и способы производства важнейших носителей из "Технология катализаторов" Катализаторы могут быть изготовлены как на носителях с малой удельной плош,адью поверхности (диатомит, пемза, асбест), так и с высокоразвитой поверхностью (7-AI2O3, MgO, силикагель, глины, алюмосиликаты) [123]. [c.128] Рассмотрим некоторые наиболее часто используемые в промышленности носители. [c.128] Пористость бО %, удельная площадь поверхности 10 м г. [c.128] Перед использованием из пемзы кислотами удаляют примеси железа и алюминия. Пемза (крупные частицы размером 2—8 мм) является непрочным, легким носителем. [c.128] Асбест — группа минералов, имеющих волокнистое строение [123, 124]. По химическому составу асбестовые минералы представляют собой различные водные силикаты магния, железа, кальция и натрия. [c.128] Малогидратированный (голубой) асбест обладает высокой жаропрочностью, легко подвергается обработке, устойчив к химическим воздействиям, имеет развитую поверхность (до 150 м /г). Перед пропиткой его очищают от нежелательных примесей растворами кислот. Асбест применяют сравнительно редко в качестве носителя тонкодисперсных металлов. [c.128] Пористость 50—80 %, удельная площадь поверхности 10— 50 м /г. [c.129] Диатомит механически не прочен, используется в виде крупных зерен. [c.129] Металлокерамика [126] — спрессованные микросферические шарики металла с высокой теплопроводностью. Регулируемая пористая структура зависит от размера исходных микрошариков и давления прессования. Пористость ее — до 40 %, поверхность невелика. Основной недостаток — трудно наносить на нее активные соединения. Однако ввиду большой прочности металлокерамика может быть использована для катализаторов кипяш,его слоя. [c.129] Активный уголь (АУ) [127]. Применение АУ в различных отраслях промышленности в качестве сорбентов, катализаторов, носителей обусловлено их высокой пористостью (около 60—70 %), значительной электрической проводимостью и химической природой поверхности. Технический АУ содержит в зависимости от исходного сырья и условий приготовления 88—98 % углерода. [c.129] ОТХОДОВ кожевенной промышленности, скорлупы орехов, костей и др. [c.130] Вначале получают уголь-сырец термообработкой сырья без доступа воздуха. Далее уголь-сырец активируют водяным паром, диоксидом углерода и некоторыми другими соединениями (карбонатами, сульфатами, хлоридом цинка). Активацию диоксидом углерода ведут при температурах около 900 °С. При этом часть углерода выгорает С + СО2 = 2СО. Долю угля, выгоревшего при активации, называют степенью обгара . Наиболее часто в качестве носителя активной составляюш,ей используют гранулированный уголь хлорцинковой активации, получающийся по следующей схеме (рис. 3.13) [127]. Раствор 2пС12 плотностью 1,8 г/см и пылевидный уголь-сырец перемешивают в течение 3 ч при 90 °С в смесителе 1, следя, чтобы отношение массы безводного активатора к массе сухого исходного углеродистого материала коэффициент пропитки) лежало в пределах 1,0-г 1,4. [c.130] Пластичную пасту после охлаждения формуют методом экструзии в формовочной машине 2. Полученные цилиндрические гранулы (размер которых может колебаться от 2 до 6 мм) сушат при 180 °С во враш,аюш,ейся печи 3. Далее уголь активируют во вращаюш,ейся печи 4 при 600—700 °С в противотоке с бескислородным газом. Отходяш,ие газы содержат пары и аэрозоль Zn la которые частично рекуперируют после охлаждения газа. Доля увлекаемого с газами хлорида цинка составляет 30—60 % от исходного количества. Для увеличения степени улавливания соли после конденсатора И устанавливают абсорбционные колонны 12, орошаемые разбавленным раствором Zn la, и электрофильтры 13. [c.131] енный хлоридом цинка уголь поступает в вертикальный экстрактор 5, через который циркулирует разбавленный раствор Zn la, подкисленный НС1. В нижней части аппарата остаток соли вымывают горячей соляной кислотой. Рекуперированный Zn la возвраш,ают в процесс. Экстракция продолжается несколько часов, далее уголь промывают водой в аппарате 6 до требуемой кислотности промывных вод. Отмытые гранулы сушат во враш,аюш,ейся печи 7 и подвергают дополнительной активации водяным паром в печи 8. В процессе активации из угля удаляются остатки соляной кислоты. Продукт рассеивают по фракциям на классификаторе 9 и загружают в тару 10. [c.131] Силикагель [129 — аморфный оксид кремния, характеризуется высокой устойчивостью структуры, возможностью в широких пределах регулировать пористую структуру, негорючестью. Наибольшее применение как носители получили силикагель и высокодисперсные порошки — аэросилы или белая сажа. [c.131] По химической природе это слабые кислоты. Гель построен из тетраэдров (8104), образуюш,их непрерывную трехмерную сетку, в которой каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, каждый атом кислорода — с двумя атомами кремния [129 ]. [c.131] Превраш,ения геля протекают по механизму поликонденсации nSi (ОН)4—SinOan-m и (2л—т) Н2О. Поликонденсация приводит к образованию частиц коллоидных размеров (2—20 нм) сферической формы. При высушивании гидрогель сохраняет структурную сетку из связанных между собою сферических частиц. С увеличением числа частиц и возникновением прочных связей между ними образуется жесткий кремнекислородный каркас. Поры представляют промежутки между частицами, размер пор и их объем определяется размером частиц и плотностью их упаковки [127]. [c.131] В процессе сушки под действием капиллярных сил идет принудительное сближение глобул. Соприкосновение глобул приводит к образованию мест с мениском отрицательной кривизны и резко пониженной растворимостью кремниевой кислоты. Идет перемещение кремниевой кислоты с более выпуклых частей поверхности глобул под действием оставшейся воды, ионов натрия и повышенной температуры. Варьируя воздействие этих факторов, можно изменить размер частиц, образуюш,их структуру конечного геля, а следовательно, и его поверхность. [c.132] Таким образом, ионы натрия оказывают двойственное влияние на поверхность силикагеля сначала натрий повышает заш,итное действие гидратной оболочки и предотвращает слияние первичных глобул, в условиях же сушки после разрушения гидратных оболочек — повышает растворимость кремниевой кислоты и ускоряет рост размеров глобул в результате их слияния. [c.132] Адсорбционные и химические свойства силикагеля в значительной степени определяются группами =81—ОН. Группы ОН занимают в основном вершины тетраэдров, выходящие на поверхность скелета силикагеля. [c.132] Вернуться к основной статье