ТЕХНОЛОГИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ

Наиболее существенной характеристикой любого катализа­тора является его активность в определенном каталитическом про­цессе. Выбор методики исследования активности связан с особен­ностями реакций, условиями эксперимента и т. д.

Мерой каталитической активности может служить скорость протекания реакции в исследуемом направлении в присутствии катализатора. При оценке активности контактных масс в произ­водственных условиях обычно вычисляют скорость реакции по отношению к единице объема v контакта:

= АДС или - ^ = АДС. (5.1)

Vdx vdT '

Скорость реакции выражают также: 1) нарастанием концен­трации продукта Сп во времени или степенью превращения х в целевой продукт основного исходного вещества (выход продукта); 2) через концентрацию основного исходного вещества (реагента) Си или через его начальную концентрацию С„ и общую степень превращения:

TOC \o "1-3" \h \z dCп dx dC„ Сн dx

—;-- или —;—;--------------------- или----------- j—.

Dx dx dx dx

Определяющим во всех этих случаях будет произведение МС [в литературе иногда вместо АС пишут / (Си)].

Для определения удельной каталитической активности, или активности единицы поверхности, необходимо замерить всю внутреннюю площадь поверхности и полностью ее использовать в реакции, т. е. вести процесс в кинетической области. В этом слу­чае скорость реакции выражается формулами:

-г - = АДС. (5.3)

5уД d% «£уд d%

При испытании производственных крупнозернистых катализа­торов на активность в кинетической области их дробят для снятия диффузионных торможений. Для расчета промышленных аппара­тов целесообразно определять активность катализаторов на нату­ральных зернах. В этом случае в уравнениях (5.1)—(5.3) k — константа скорости процесса, учитывающая диффузионные тормо­жения. Она может быть много меньше, чем константа скорости реакции.

Существует много различных методов определения кинетиче­ских характеристик [20, 51], которые могут быть разделены на две основные группы: 1) статические, осуществляемые в закрытых системах и 2) проточные — в открытых системах [51].