Способ регулирования активности катализаторов

 

Класс -12g, 4 № 482È

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа регулирования активности катализаторов.

К авторскому свидетельству С. 3. Рогинского и K. С. Аблезовой, заявленному 14 апреля 1936 года (спр. о перв. № 191707).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

В каталитической практике весьма существенно иметь катализаторы определенной устойчивой активности, так как, с одной стороны, эта активность задает основные технологические характеристики контактного аппарата, а с другой стороны, в сложных случаях, глубина протекания процесса, и, тем самым, состав продуктов реакции определяются активностью контакта.

Часто желательно бывает максимально повысить активность катализатора, а иногда, напротив,, необходимо обеспечить ее снижение до определенного уровня (окисление 1чН, íà Pt).

В современной технологической и лабораторной практике не существует пока ни одного рационального приема регулирования активности катализаторов, и практик вынужден идти к достижению своей цели путем дорогостоящих экспериментов.

Работы авторов, показавшие не субстанциональный характер активности и возможность сообщать каталитические свойства веществам, не обладающим ими в чистом виде, указывают на принципиальную возможность регулирования и дозировки активности катализаторов.

Предлагаемый способ регулирования активности катализаторов основан на открытом авторами двойственном характере влияния молекулярных и атомных добавок, активирующих катализатор в малых количествах и отравляющих его в больших количествах.

Сущность изобретения заключается в том, что, дозируя количество вводимого в решетку металла активируюших молекул или атомов, можно изготовить. катализатор определенной каталитиче-, ской активности, Этим методом можно регулировать каталитическую активность в весьма широких пределах.

Авторы получали катализаторы заданной активности, вводя активирующие молекулы, причем количество вводимых в решетку молекул регулировалось особыми приемами, описываемыми ниже.

В подтверждение правильности вышеизложенного, приводятся 1) результаты серии из 15 опытов по активации металлического слоя никеля (фиг. 1) введением разных количеств водорода в пределах от 1 до 10000 атомов никеля на одну молекулу вводимого газа. Как видно из кривой, вплоть до содержания газа в одну молекулу на сто атомов слоя, активность непрерывно растет, достигает при этой величине острого максимума и далее быстро падает до О.

Активность при этом может изменяться в десятки и сотни раз, причем эффект вполне количественно воспроизводим.

Результаты серии опытов по активации никеля кислородом указывает кривая (фиг. 2). В этих опытах мерилом активности металлического слоя служила-продолжительность полу превращения стехиометрической смеси этилена с водородом в этан. Газ впускался во время испарения через капилляр, причем количество натекающего и захватываемо о слоем газа, нанесенное на оси абсцисс и выражающее число молекул, задавалось давлением газа на другую сторону капилляра, В этой области давления скорость натекания газа растет пропорционально квадрату давления, а при более высоких давлениях — пропорцио. нально первой степени его. Варьируя давление в легко доступных пределах от 1 мм до атмосферы, достигают изменения скорости натекания более чем в 10000 раз.

Зависимость скорости натекания газа в пределах отдельного опыта в описываемых условиях, в зависимости от да-. вления, поддерживаемого перед капилляром, видно из прямой (фиг. 3), представляющей результаты серии опытов по натеканию кислорода в пустой прибор (калибровочная прямая).

Графики 1 и 2 вполне аналогичны ао форме; они показывают, что по мере .- повышения содержания газа в металлическом слое активность меняется вполне закономерно: сперва растет, а затем, достигнув весьма острого максимума, снова закономерно падает.

В тех случаях, когда химик ставит своей задачей получение препарата максимальной активности, ему следует ввести количество добавки, соответствующее максимуму на кривой. Всякая иная степень активности может быть достигнута введением газа в количестве, меньшем или большем, по сравнению с оптимальным количеством. В качестве методики получения исходного не активного твердого вещества можно применить любой из приемов. Для дозировки газа, вводимого в твердую фазу, можно применять ряд специальных приемов.

Эти приемы можно разделить на три основные группы.

Во-первых, дозировку добавочных включений, вводимых в решетку акти.вируемого металла, можно осуществить с помо цью механических средств, снабдив питающую реакционный прибор канализационную систему механическими регуляторами скорости натекания газа (или napa). К таким механическим регуляторам относятся вентильные краны, капиллярные сопротивления, пористые перегородки и пр.

Во-вторых, дозировку вводимых паров или гa30B можно осуществить путем регулировки упругости пара активатора.

В случае введения в реакционный прибор активатора в виде твердой или жидкой фазы, дозировку можно осуществить путем изменения количества растворителя.

К этой же группе приемов можно отнести также дозировку путем. изменения скорости пиролиза активирующего материала, что достигается изменением температуры, а также количества и дисперсности пиролизуемого материала.

В третьих, дозировка активатора, вводимого в решетку твердого тела может быть осуществлена приемами, обеспечивающими изменение скорости образования твердой фазы активируемого обрабатываемого инертного вещества при постоянном подводе активирующегб газа или пара. В этих случаях при испарении непосредственно изменяемыми параметрами являются температура, масса и дисперсность испаряемого металла.

При приготовлении пиролизом нестойких металлических соединений все факторы, регулирующие скорость распада в твердой фазе, из них наряду с параметрами, действующими при испарении, упомянем еще изменение скорости пиролиза исходной твердой соли обработкой до пиролиза малыми количествами восстановителя, создающего центры реакции на поверхности кристаллов.

Предм ет изо 6 ретения.

1. Способ регулирования активности катализаторов, получаемых с введением в твердую инертную фазу молекул активирующих газов или паров, отличающийся тем, что количество названных газов или паров дозируют.

2. Прием -выполнения способа по и. 1, отличающийся тем„что названную дозировку производят при помощи ме

t x f017

2 1О g 0,1

4с

М

Ф

Ю ф

1 а число иолеКчл Ю макеем панических регуляторов скорости истечения газов или паров.

3. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что названную дозировку производят путем регулирования .парциальной упругости газов или паров.

4. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что названную до.зировку производят путем регулирова1 2 3 4 5 б Ркн ния скорости пиролиза активирующего материала.

5. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что названную дозировку производят изменением скорости генезиса твердого катализатора и ри постоянном количестве подводимого в реакционное пространство активирующего газа или пара. — гаэоооЪержание В молекчлах захбааа еаэсх на 10о ааачоб маиалии

Тыи.,Печатвий Труд . Зак, Ш-400