ТЕХНОЛОГИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ

КАТАЛИЗАТОРЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМ СМЕШЕНИЕМ КОМПОНЕНТОВ

У всех катализаторов этого типа на одной из начальных ста­дий производства компоненты механически смешивают друг с дру­гом. В процессе приготовления катализатора возможно образова­ние твердых растворов, химических соединений, многофазных систем. Различают сухой и мокрый способы смешения [44, 47].

При мокром способе смешивают суспензию одних компонентов с раствором других. Далее осадок отжимают от раствора на прес­сах, сушат и формуют. Содержание растворенного компонента в катализаторе определяется концентрацией его в растворе, сорб - ционной способностью суспензии и остаточной влажностью осадка. Такое смешение позволяет получить достаточно однородную кон­тактную массу, однако реализация его в промышленных условиях представляет известные трудности.

Смешение сухих компонентов производят с одновременным увлажнением образовавшейся смеси, что необходимо для полу­чения при последующей формовке прочных гранул. При таком способе смешения реагенты недостаточно равномерно распреде­ляются по объему зерна. Общая технологическая схема приго-

Измельчение исходных материалов в значительной степени •определяет однородность контактной массы. Процессы измельче­ния условно подразделяют на дробление (крупное, среднее и мелкое) и измельчение (тонкое и сверхтонкое). Однородность возрастает со степенью измельчения я исходных материалов:

П = Did. (3.43)

Здесь Dud — средние характерные размеры куска материала до и после измельчения соответственно.

Характерным линейным размером куска шарообразной формы является диаметр, кубической формы — длина ребра. Характер­ный линейный размер кусков неправильной геометрической формы можно найти по формуле:

D = yWh - (3.44)

Здесь I, b, h — максимальные длина, ширина и высота куска.

Средний характерный размер куска в смеси равен: dcpiCj -(- dcp2C2 + • • • + dcpnCn d=B Ct + C.-H ■•• + Cn • (3-45)

Здесь dcpl, dcp2, ...,dcp„— средине размеры кусков каждой фракции, мм; Clt Cit..., Сп — содержание каждой фракции, % (масс.).

В производстве контактных масс методом смешения в боль­шинстве случаев требуются высокие степени измельчения, дости­гаемые в барабанных, шаровых и вибрационных мельницах. На первых стадиях дробления в качестве измельчающих машин при­меняют валковые и щековые дробилки для прочных материалов и молотковые — для рыхлых.

Товления контактных масс методом сухого смешения включает последовательный ряд основных операций (схема 2).

Схема 2. Получение контактных масс смешением сухих компонентов

КАТАЛИЗАТОРЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМ СМЕШЕНИЕМ КОМПОНЕНТОВ

Смешение компонентов является основной технологической стадией процесса. В значительной степени оно определяет глу­бину взаимодействия между компонентами. Последняя обуслов­лена дисперсностью оксидов, их природой, соотношением компо­нентов, плотностью прессования, составом окружающей среды, температурой прокаливания.

Смешение измельченных сыпучих материалов проводят в сме­сителях различной конструкции: барабанных, шнековых, лопаст­ных, ленточных и др. Однородность катализатора как по партиям,, так и в отношении отдельных гранул достигается интенсивным перемешиванием шихты и гомогенизацией контактных масс в про­цессе производства [47]. При смешении любого числа компонентов смесь анализируют путем оценки распределения одного компо­нента в остальной системе методами статистического анализа. Совершенной смесью двух компонентов считают такую, где любая единичная частица симметрично окружена постоянным числом зерен обоих компонентов. Однако такая модель не может быть реализована в промышленных условиях, так как нарушается при любом последующем перемешивании. Более целесообразно' применять в качестве идеальной такую смесь, в которой имеется максимальная хаотичность в распределении частиц при средне­статистической равномерности.

Степень однородности смеси характеризуют выборочным стан­дартным отклонением массовой доли (s):

S = (тг-.?)*/(ЛГ-1). (3.46>

Здесь т,- — массовая доля исследуемого компонента в і-й пробе; s — вы­борочное среднее отклонение массовой доли компонента; N — число проб.

Значение s зависит от массы контрольной пробы (число ча­стиц в пробе). На стадии смешения компонентов в катализатор вносят различные технологические добавки, способствующие порообразованию (вода, глицерин, смолы), упрочнению катализа­тора (растворимое стекло, алюминат натрия, полиуретановый клей и т. д.) и облегчению процесса формования гранул (раство­римое стекло, некоторые кислоты, вода и др.).

При введении в смесь жидкой фазы, особенно обладающей спо­собностью растворять соединения активного компонента, процесс взаимодействия значительно облегчается. Аналогичное влияние оказывает интенсивная механическая обработка (механическая активация) смеси порошков исходных компонентов. Особенно интересно совмещение обоих методов — одновременное исполь­зование интенсивной механической обработки и химического воздействия жидкой фазы, т. е. так называемый механохимический метод [144 ]. Механохимический метод получения оксидных ка­тализаторов представлен схемой 3.

Схема 3. Механохимический метод получения оксидных катализаторов

КАТАЛИЗАТОРЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМ СМЕШЕНИЕМ КОМПОНЕНТОВ

Тонкий размол совмещается с воздействием реакционноспособ - ной жидкой фазы и поверхностно-активных веществ. Тонкодис­персное сырье, получаемое в присутствии поверхностно-активных веществ, смешивается с помощью интенсивных механических или вибрационных воздействий, обусловливающих полную гомогени­зацию системы и снятие внутренних напряжений.

Формовка гранул. Для рассматриваемой группы контактных масс принципиально возможно использовать такие способы фор­мовки, как экструзия, вмазывание пасты в отверстия перфориро­ванной стальной пластинки, прессование. Однако высокая проч­ность гранул достигается лишь в процессе прессования массы с введением в нее связующих добавок.

Удобным методом формовки увлажненной шихты является гра­нулирование на тарельчатом грануляторе, позволяющее полу­чать зерна сферической формы [47]. Гранулятор представляет собой диск с бортиками, вращающийся на наклонной оси. Поро­шок катализатора, увлажненный водой или раствором связую­щего, непрерывно подают из питателя на диск гранулятора, где он закатывается в шарики. Специальным скребком, укрепленным в центре диска, готовые гранулы сбрасываются в приемный бун­кер. Размер получаемых гранул (d) для данной смеси (с определен­ной способностью к грануляции) зависит от следующих величин:

D = f{6Н, сод, W). (3.47)

Здесь 6Н — угол наклона оси гранулятора; сод — частота вращения диска; W — влажность порошка.

Температурную обработку (при определенных в каждом кон­кретном случае температурах) применяют для повышения проч­ности и окончательного формирования структуры гранулы катали­затора. Режим прокаливания (і, т, среда) зависит от условий при­менения катализатора и характера исходного сырья. Требуемая пористая структура контактных масс достигается варьированием степени измельчения исходных составляющих, температуры про­каливания, добавок специальных порообразующих веществ. Поры — это промежуток между частицами исходных составляю­щих и связующих добавок или же каналы, образовавшиеся в ре­зультате выделения газов и паров при выгорании компонентов твердого тела.

Гранулы могут быть упрочнены при нагревании вследствие •спекания исходных частиц порошка, протекающего по механизму межкристаллической диффузии [47], или за счет плавления эвтектики.

Прокаленный катализатор отсеивают от пыли и упаковывают.

ТЕХНОЛОГИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ

Как уже отмечалось, к числу важнейших характеристик контакт­ных масс относится их пористая структура — размер поверхности, суммарный обьем пор и их распределение по радиусам [20, 51, 216, 217]. Ниже приведены …

МАШИНЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

К этой группе оборудования катализаторных предприятий от­носят машины для измельчения и классификации твердых ма­териалов, смешения и уплотнения сыпучих и пастообразных полу­продуктов, а также для гранулирования и таблетирования ката­лизаторов. В настоящем …

Методы определения поверхности по изотермам адсорбции

Эти методы делят на три основные группы: объемные, весовые и методы, основанные на измерении теплопроводности (динами­ческие). В объемном методе при данном давлении измеряют изменение объема газа, которое и служит мерой …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.