Металлов

Никельсодержащие катализаторы дешевле катализаторов на основе благородных металлов (Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Os). Однако в целом ряде промышленных процессов гидрирования предпочтение отдается последним. Это обусловлено их высокой каталитической активностью, позволяющей использовать более низкие температуры и давления. Срок жизни таких катализаторов нередко исчисляется годами. Особенно большой интерес вызывают Pd-, Pt-, Ru- и Rh-катализаторы на носителях и биметаллические системы. Применение специальных носителей позволило снизить содержание благородного металла до 0.01-0.005% и тем самым удешевить катализатор, сохранив его качество.

В качестве катализаторов гидрооблагораживания моторных топлив предпочитают применять благородные металлы на носителях, а не никель. Такие катализаторы более активны и меньше отравляются сернистыми соединениями; их устойчивость к сере растет при использовании таких кислотных носителей, как цеолиты. Это объясняется изменением электронного состояния Pt или Pd при взаимодействии с кислотными центрами цеолита.

Чаще для гидрирования непредельных соединений применяют палладиевые катализаторы, однако большой интерес представляют биметаллические катализаторы на носителях. Например, сочетание Pt и Pd, нанесенных на цеолит в соотношении 1:1, повышает сероустойчивость.

Фирма "Haldor Topsøe" катализаторы для своего двухстадийного процесса гидрооблагораживания нефтяного сырья (газойлевых фракций): Ni-Mo/Al₂O₃ для первой стадии и ТК 908, представляющий собой благородный металл на цеолитсодержащем носителе, для второй стадии. Последний проработал более 5600 ч, причем скорость дезактивации составляла менее 1 % за 1000 ч, хотя содержание серы в сырье достигало 0,1 %, а азота - 5∙10^-3 %.

Исследование механизма действия катализаторов гидрирования с помощью физико-химических методов позволило выявит присущие им некоторые общие черты. Оказалось, что водород и гидрируемое соединение, как правило, активизируются на разных активных центрах: первый на металлических (или восстановленных) центрах, второе – на окисленных центрах, часто на ионах основного металла, внедренных в носитель или модификатор. Транспорт водорода между центрами может осуществляться по механизму спилловера. Поэтому в качестве носителя или модификатора используют системы, способные запасать водород. Вторичная структура носителя и катализатора (удельная поверхность, дисперсность, пористость) оказывает существенное влияние на подвод водорода к гидрируемому веществу, а также на термостабильность и селективность каталитической системы.

Дата добавления: 2014-01-14