1. Katalüsaatorite määratlus ja põhiomadused
Katalüsaator on aine, mis muudab reagentidega suheldes keemilise reaktsiooni kiirust, muutmata keemilist tasakaalu või muutmata reaktsiooni lõppprodukte. Reaktsiooni lõppedes säilitab katalüsaator oma kogumassi, keemilise koostise ja keemilised omadused, samas kui selle füüsikalised omadused võivad muutuda.
2. Tööstuslike katalüsaatorite põhinäitajad
Tööstuslikud katalüsaatorid peavad vastama põhjalikele jõudlusnõuetele:
① Kõrge katalüütiline aktiivsus ja suurepärane sihtmärgi selektiivsus, et saavutada tõhus lähteaine muundamine ja pärssida kõrvalreaktsioone
②Suurepärane aktiivsuse stabiilsus ja minimaalne jõudluse langus{0}}pikaajalise töötamise ajal
③ Soodsad füüsikalised struktuurid, sealhulgas eripind, pooride suurus ja pooride maht
④ Tugev mehaaniline tugevus koos kvalifitseeritud surve- ja kulumiskindlusega
⑤ Ühtlane osakeste suurus, osakeste suuruse jaotus ja morfoloogia, mis vastavad reaktori laadimisele ja vedeliku töötingimustele
3. Katalüsaatorite selektiivsus ja stabiilsus
-
Selektiivsus
Põhimõtteliselt vähendab katalüsaator drastiliselt põhireaktsiooni aktiveerimisenergiat, avaldades samal ajal kõrvalreaktsioonide aktiveerimisenergiat nõrgemalt. Seda juhivad kolm peamist tegurit: reaktsioonimehhanismi poolt määratud sisemine selektiivsus, katalüsaatori pooride struktuurist tulenev difusiooniselektiivsus ja protsessi selektiivsus, mida mõjutavad tööparameetrid, nagu temperatuur, rõhk ja ruumi kiirus.
-
Stabiilsus
Stabiilsus on kriitilise tähtsusega katalüsaatori pika-tsükli tööks, mis hõlmab termilist stabiilsust, keemilist stabiilsust, koksikindlust, mehaanilist stabiilsust ja mürgikindlust. Need omadused võimaldavad katalüsaatoril vastavalt taluda kõrgeid temperatuure, keemilist riknemist, koksi sadestumist, mehaanilist hõõrdumist ja lähteaine toksiliste lisandite põhjustatud erosiooni.
4. Tavalised tööstuslikud katalüütilised reaktorid
Tööstuses kasutatakse laialdaselt kolme peamist katalüütiliste reaktorite tüüpi:
· Fikseeritud{0}}voodiga reaktor: Lihtne struktuur statsionaarse katalüsaatoripakendiga, mida kasutatakse laialdaselt gaasi{0}}tahke reaktsioonide jaoks, nagu ammoniaagi süntees, suitsugaaside väävlitustamine ja süsivesinike muundamine.
· Keevkiht-reaktor: Katalüsaatoriosakesed suspendeeritakse ja keevitatakse protsessivedelikus, tagades ühtlase massi ja soojusülekande, mis sobib ideaalselt kiire reaktsiooniga süsteemide jaoks.
· Liikuva{0}}voodiga reaktor: Võimaldab katalüsaatorite pidevat liikumist ja regenereerimist, sobib tööstuslikeks protsessideks, mis nõuavad katkematut katalüsaatori uuendamist ja pikaajalist{0}}tootmist.