1. Katalizatorių apibrėžimas ir pagrindinės charakteristikos
Katalizatorius yra medžiaga, kuri keičia cheminės reakcijos greitį sąveikaudama su reagentais, nekeičiant cheminės pusiausvyros ir nekeičiant galutinių reakcijos produktų. Pasibaigus reakcijai, katalizatorius išlaiko bendrą masę, cheminę sudėtį ir chemines savybes, o jo fizinės savybės gali pasikeisti.
2. Pagrindiniai pramoninių katalizatorių veikimo rodikliai
Pramoniniai katalizatoriai turi atitikti išsamius veikimo reikalavimus:
① Didelis katalizinis aktyvumas ir puikus tikslinis selektyvumas, kad būtų galima efektyviai konvertuoti žaliavas ir slopinti šalutines reakcijas
②Puikus veiklos stabilumas ir minimalus našumo pablogėjimas ilgai{0}}veikiant
③ Palankios fizinės struktūros, įskaitant specifinį paviršiaus plotą, porų dydį ir porų tūrį
④ Tvirtas mechaninis atsparumas su kvalifikuotu atsparumu gniuždymui ir atsparumu dilimui
⑤ Vienodas dalelių dydis, dalelių dydžio pasiskirstymas ir morfologija, kad atitiktų reaktoriaus apkrovą ir skysčio veikimo sąlygas
3. Katalizatorių selektyvumas ir stabilumas
-
Selektyvumas
Iš esmės katalizatorius drastiškai sumažina pagrindinės reakcijos aktyvavimo energiją, tuo pačiu sumažindamas šalutinių reakcijų aktyvavimo energiją. Jį lemia trys pagrindiniai veiksniai: vidinis selektyvumas, nulemtas reakcijos mechanizmo, difuzijos selektyvumas, gautas iš katalizatoriaus porų struktūros, ir proceso selektyvumas, paveiktas veikimo parametrų, tokių kaip temperatūra, slėgis ir erdvės greitis.
-
Stabilumas
Stabilumas yra labai svarbus ilgo{0}}ciklo katalizatoriaus veikimui, apimantis terminį stabilumą, cheminį stabilumą, atsparumą koksavimui, mechaninį stabilumą ir atsparumą nuodams. Šios savybės atitinkamai leidžia katalizatoriui atlaikyti aukštą temperatūrą, cheminį gedimą, kokso nusodinimą, mechaninį dilimą ir eroziją, kurią sukelia toksiškos žaliavos priemaišos.
4. Įprasti pramoniniai kataliziniai reaktoriai
Pramonėje plačiai naudojami trys pagrindiniai katalizinių reaktorių tipai:
· Fiksuotas{0}}lovinis reaktorius: Paprasta struktūra su stacionariu katalizatoriaus įpakavimu, plačiai pritaikyta dujų -kietųjų medžiagų reakcijoms, tokioms kaip amoniako sintezė, išmetamųjų dujų desulfuravimas ir angliavandenilių konversija.
· skystojo{0}}sluoksnio reaktorius: Katalizatoriaus dalelės yra suspenduotos ir suskystintos proceso skystyje, užtikrinančios vienodą masę ir šilumos perdavimą, idealiai tinka greitos reakcijos sistemoms.
· Judantis{0}}lovos reaktorius: leidžia nepertraukiamai judėti ir regeneruoti katalizatorius, tinka pramoniniams procesams, kuriems reikalingas nenutrūkstamas katalizatoriaus atnaujinimas ir ilgalaikė nepertraukiama{0}} gamyba.