Макет страницы
Химические изменения катализатора в процессе его работы вызываются хемосорбцией на его поверхности примесей к сырью или продуктов разложения этих примесей. Происходящее при этом снижение активности катализатора может быть очень быстрым. Такое быстрое снижение активности называется отравлением катализатора, а примеси — каталитическими ядами. Если активность катализатора после удаления из сырья примеси, являющейся каталитическим ядом, через некоторое время восстанавливается, то отравление называется обратимым. Если активность катализатора при переработке сырья, не содержащего яда, не восстанавливается, то отравление является необратимым. Обратимость или необратимость отравления связана с прочностью хемо-сорбции яда на поверхности катализатора. Если молекулы сырья могут постепенно вытеснить яд с поверхности катализатора, то отравление обратимо.
Изменение свойств катализатора может быть связано и с постепенным отложением на его поверхности металлов и их соединений, содержащихся в качестве примесей в сырье и обладающих каталитической активностью в реакции, являющейся побочной для проводимого процесса.
При каталитической переработке углеводородов на поверхности катализатора с большей или меньшей скоростью накапливаются высокомолекулярные обедненные водородом продукты, называемые коксом. Отложения кокса, покрывая активную поверхность катализатора, прекращают доступ к ней молекул сырья. Удаление коксовых отложений с поверхности катализатора путем их газификации кислородом, диоксидом углерода или водяным паром приводит к восстановлению активности катализатора.
5.2. КИНЕТИКА ГАЗОФАЗНЫХ РЕАКЦИЙ
В ПРИСУТСТВИИ ТВЕРДЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Реакция газофазных реагентов на твердом катализаторе складывается из следующих стадий: 1) диффузия реагентов из газового потока к внешней поверхности частиц катализатора (внешняя диффузия); 2) диффузия реагентов в поры катализатора (внутренняя диффузия); эта стадия, как и стадия 6, осуществляется только на пористом катализаторе; 3) адсорбция реагентов на поверхности катализатора; 4) химическая реакция на поверхности катализатора; 5) десорбция продуктов реакции; 6) диффузия продуктов реакции в порах катализатора; 7) диффузия продуктов реакции от внешней поверхности частиц катализатора в газовый поток.
При установившемся режиме скорости всех стадий равны. Обычно одна из стадий лимитирует скорость суммарного процесса. Лимитирует скорость процесса та стадия, скорость которой в данных условиях предельна и не может повыситься при повышении скорости остальных стадий. Скорость суммарного процесса равна скорости лимитирующей стадии. В зависимости от того, ка-
