НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Общие сведения о катализаторах

Катализатор - это вещество, которое вызывает или способствует протеканию химической реакции, но не является частью конечного продукта и не изменяет его. Катализаторы являются неотъемлемой частью каталитического процесса и позволяют снизить энергию активации химических реакций.

Выбирая оптимальный состав катализатора, можно регулировать соотношение целевой и побочных реакций для достижения максимальной эффективности процесса. Кроме того, температура реакционного процесса может быть значительно снижена за счет проведения реакции в присутствии катализатора. Однако следует помнить, что реакции, которые термодинамически невозможно провести, также невозможно провести в присутствии катализатора. Свойствами катализаторов являются селективность, активность, стабильность и пористость.

Селективность (или избирательность) катализатора - это его способность стимулировать только одну или несколько из нескольких термодинамически возможных целевых химических реакций для данного компонента сырья в данных условиях.

Активность катализатора характеризует его способность превращать компоненты сырья в конечные продукты и в некоторой степени указывает на производительность процесса. Чем выше активность, тем меньше катализатора требуется для превращения данного количества сырья в продукт в единицу времени. Активность твердого катализатора зависит не только от силы и количества активных участков, но и от состояния его поверхности. Активность катализатора определяется в лабораторных условиях, где исследуемый процесс проводится при строго определенных параметрах. Активность катализатора снижается по мере использования. Способность катализатора сохранять свои свойства под воздействием внешних факторов называется стабильностью. Основными причинами снижения активности катализатора являются разрушение структуры катализатора и дезактивация активных участков. Это вызывается такими веществами, как кокс, накапливающийся в структуре и порах катализатора, а также примесями в исходном сырье, известными как токсины катализатора.

Разрушение структуры катализатора, спекание отдельных частиц и другие процессы могут быть вызваны жесткими условиями процесса, в частности, высокими температурами и воздействием влаги.

В результате побочных реакций полимеризации, денсификации и конденсации на поверхности частиц и в порах катализатора накапливаются коксоподобные материалы. Образующиеся крупные частицы полициклической ароматической структуры, с одной стороны, прочно адсорбируются на активных участках, а с другой - не могут их покинуть из-за своего большого размера, превышающего диаметр микропор катализатора. В результате они еще больше сжимаются и покрывают всю поверхность катализатора, препятствуя адсорбции и химической конверсии углеводородов.