Методы измерения каталитической активности катализаторов

Методы определения сульфидной серы и кокса.

Методы определения содержания активных компонентов.

Химический состав катализаторов.

Активность и избирательность катализаторов определяется их химической природой. Обычно катализаторы представляют собой сложные композиции. В состав их могут входить несколько активных компонентов, которые иногда наносят на пористые инертные или активные носители. В процессе эксплуатации поверхность катализаторов покрывается различными отложениями, чаще всего коксовыми. Катализаторы гидроочистки во время предварительного сульфидирования и эксплуатации поглощают некоторое количество серы в виде сульфид-иона. Катализаторы гидроочистки тяжелых видов сырья и каталитического крекинга задерживают на своей поверхности тяжелые металлы – ванадий, железо, никель.

Разработаны и применяются методы анализа химического состава катализаторов, способы определения серы и коксовых отложений на поверхности катализаторов.

Содержание платины в катализаторах определяют фотоколориметрическим методом, основанным на образовании окрашенного комплексного соединения, образующегося при взаимодействии раствора платинохлористоводородной кислоты с хлоридом олова [8].

Содержание МоО₃ в катализаторах гидроочистки определяют фотоколориметрическим методом. Мо(V) образует окрашенный в оранжевый цвет комплекс с роданидом калия. Колориметрический метод определения оксида никеля основан на реакции образования окрашенного в малиново-красный цвет внутрикомплексного соединения никеля с диметилглиоксимом в присутствии окислителя. Определение оксида кобальта можно проводить методом потенциометрического титрования или фотоколориметрии [7, 9].

Содержание сульфидной серы на сульфидированных и отработанных катализаторах гидроочистки основано на окислении сульфидной серы в токе воздуха до оксидов серы, поглощении их раствором соды и обратном титровании поглотительного раствора соляной кислотой.

Определение содержания кокса на отработанных катализаторах риформинга, гидроочистки, каталитического крекинга и др. основано на окислении их в токе кислорода и определении СО₂ методом газовой хроматографии.

Наиболее важными свойствами катализаторов являются их каталитическая активность, селективность и стабильность.

Как уже отмечалось, осуществить строгий кинетический подход в определении каталитической активности практически никогда не удается. Каталитические реакции являются сложными процессами, состоящими из многих физико-химических стадий. Сложность экспериментальных данных, наличие нескольких изменяющихся в ходе эксперимента параметров, затрудняет их однозначную трактовку [10].

Активность катализаторов можно выразить разными величинами:

а) степень превращения исходного вещества при постоянной скорости подачи сырья, загрузке катализатора, температуре и давлении;

б) выход целевых продуктов в стандартных условиях испытания.

Для экспериментальных исследований каталитических свойств используют различные методы [3,6,10-12].

Селективность: чаще всего применяют следующие определения.

1. Отношение числа молей исходного вещества, превратившегося в целевой продукт, к числу молей, превратившихся в побочные продукты.

2. Отношение числа молей исходного вещества, превратившегося в целевой продукт, к общему числу молей превращенного исходного вещества.

Стабильность работы катализатора определяет срок его службы и межрегенерационного периода при эксплуатации в промышленных условиях. Этот параметр особенно сложно оценить в лабораторных реакторах. Это объясняется тем, что снижение каталитической активности вызывается рядом причин, которые обычно недостаточно выяснены. Покрытие катализатора продуктами уплотнения, его отравление, рекристаллизация, закупорка пор и другие процессы дезактивации могут происходить по-разному в лабораторном реакторе и в различных частях промышленного реактора.

Дата добавления: 2014-01-14