Reactii catalitice - catalizatori

DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Reactii catalitice - catalizatori

O importanta deosebita. o are marimea suprafetei catalizatorului si in acelasi timp natura acestei suprafete. Nu toata. suprafata catalizatorului poseda. o activitate uniforma., ci exista puncte (virfuri si muchii ale cristalelor, pori, diverse neregularitati), in care este concentrata activitatea catalizatorului, numite centre active.

Pentru a avea un numar cit mai mare de centri activi pe suprafata cataliza-torului, se folosesc unele adaosuri la catalizator, sau se folosesc suporturi pentru catalizator, adica substante cu suprafata mare pe care se depune catalizatorul in forma, fin divizata.

CATALIZATORI PENTRU REFORMAREA BENZINEI,

Catalizatori bifunctionali constituiti din metale depuse pe um suport acid, care catalizeaza reactii de hidrogenare - dehidrogenare si de izomerizare. Reformarea catalitica prin care se realizeaza cresterea cifrei octanice a benzinelor de distilare primara sau obtinerea de hidrocarburi aromatice este un proces catalitic complex, in care an loc reactii de izomerizare a nalcanilor si metil-cicloalcanilor, reactii de ciclizare a alcanilor si reactii de dehidrogenare a naftenelor si dehidrociclizare a alcanilor la hidrocarburi aromatice.

Au loc de asemenea procese de hidrocracare, hidrodezalchilare si disproportionare. Rezultatul global al acestor procese este cresterea proportiei de izoalcani si hidrocarburi aromatice.

La inceput au fost utiiizati catalizatori pe baza de molibden depus pe alumina, Ulterior, firma U.O.P. a dezvoltat catalizatori de platformare, constituiti din 0,3 — 0,8 % Pt depusa pe y-alumina tratata cu HGL. Catalizatorul a fost perfectionat in continuare prin utilizarea ca suport a y-aluminei si prin cresterea puritatii suportului. Acesti catalizatori lucreaza la presiuni ridicate de pana la 50 atm si temperaturi de 450 —520°C si, in functie de severitatea procesului si de proprietatile catalizatorilor, se obtin benzine cu cifra octanica de 90--100, cu randamente de 70 — 85%.

In 1967 Firma Chevron a realizat catalizatorul bimetalic Pt— Re/Al2O3, iar in 1975 Exxon elaboreaza catalizatorul -Pt—Ir/Al2O3. Catalizatorii bimetalici se bazeaza pe conceptul de ,,cluster bimetalic'' (v. si Clusteri) si consta din doua metale diferite depuse pe acelasi suport, in stare de Inalta dispersie. Clusterul de Pt—Ir poate fi preparat prin coirnpregnarea suportului cu solutia care confine un amestec de acid cloroplatinic si cloroiridic, urmata de uscare si calcinare in conditii blande, la temperaturi de 250 - 300°C, urmata de reducere in curent de hidrogen, la "300—500°C.

Dispersia metalelor este mai buna pe alumina decit pe silice. Se objin clusteri cu dimensiuni mai niici de 10 A, constind exclusiv din atomi de suprafata. In cazul sistemului Pt—Re formarea clusterului este conditionata in mai mare masura de conditiile de preparare. C. pentrii r.b. bimetalici, fiind mai putin sensibili la dezactivarea prin depunerea de cocs, pot fi exploatati la temperaturi mai ridicate si presiuni mici de 10—15 atm, ceea ce conduce la cresterea randamentului in benzina reformata si la obtinerea de benzina cu cifra octanica-cercetare neaditivata de 100 — 104. Cum rezulta din figura, stabilitatea catalizatorilor creste in ordinea Pt, Pt—Re, Pt—Ir. Conditiile de reactie sint astfel alese incit sa se obtina

la 14,3 atm o cifra octanica-cercetare pentru benzina neaditi?vata de 100, la viteze spatiale gravimetrice de 3 g benzina/g catalizator.
C pentru r.b. se utilizeaza in general sub forma de extrudate cu diametrul de 1,5 mm si lungimea de 2,5 mm ; densitatea in vrac este de 0,45 — 0,60 g/cm3 si suprafata specifica in jurul a 200 m2/g. Continutul de metale si halogeni in catali?zator sint critice pentru performantele lor.

De exemplu, reactiilor de izomerizare catalizate de componenta catalizatorului cresc pina la un continut de 0,8% Uogen, dupa care se plafoneaza. Gontinutiil de metale nobile in catalizator este determinat atit de viteza reactiilor care le catalizeaza, cit si de considerente economice. Cu toate ca vitezele reactiilor de aromatizare se plafoneaza la concern tratii de Pt mai mari de 0,1 %, un continut mic de metal determina cresterea sensibilitatii sale la actiunea otravurilor. Catalizatorii industriali contin intre 0,35 si 0,6% metale nobile.

Fig. 1. Stabilitatea catalizatorilor bimetalicij comparativ cu catalizatorul monometalic.
Care constituie componenta sa acicla principala. Compensarea acestei dezactivari se face prin efectuarea procesului in prezenta de hidrogen si prin cresterea treptata. a temperaturii in reactor, iar in unele procese prin injectarea continua de derivati halogenati (v. si Reformare catalitica).

Dupa un ciclu care variaza de la 1 la 4 luni, in functie de tipul de catalizator si de conditiile de exploatare, se face o regenerare a catalizatorilor in conditii riguros controlate, pentru a preveni dezactivarea ireversibila, ca umare a aglomerarii cristalelor de Pt. In general, regenerarea se face la 380 — 420°C, in curent de azot, in care se injecteaza. maximum 2% oxigen, si un derivat halogenat in proportie de sute de parti pe milion. « mai multe referate din Chimie