Способ регулирования активности катализаторов Советский патент 1936 года по МПК B01J37/18 

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 NHs на 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 больщих количествах.

Сущность изобретения заключается в том, что, дозируя количество вводимого в решетку металла активирующих молекул или атомов, можно изготовить. катализатор определенной каталитической активности. Этим методом можно ре-. гулировать каталитическую активность в весьма щироких 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 полупревращения стехиометрической смеси этилена с водородом в этан. Газ впускался во время испарения через капилляр, причем количество натекающего и захватываемого 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 - пропорционально первой степени его. Варьируя давление в легко доступных пределах от 1 мм до атмосферы, достигают изменения скорости натекапия более чем в 10000 раз.

Зависимость скорости натекания газа в пределах отдельного опыта в описываемых условиях, в зависимости от давления, поддерживаемого перед капилляром, видно из прямой (фиг. 3), представляющей результаты серии опытов I1O натеканию кислорода в пустой прибор (калибровочная прямая).

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

В тех случаях, когда химик ставит своей задачей получение препарата максимальной активности, ему следует Ьвести количество добавки, соответствующее максимуму на кривой. Всякая иная степень активности может быть достигнута введением газа в количестве, меньшем или больщем, по сравнению с оптимальным количеством. В качестве методики получения исходного не активного твердого вещества можно применить лк)бой 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 активируемого металла, можно осуществить с помощью механических средств, снабдив питающую реакционный прибор канализационную систему механическими регуляторами скорости натекания газа (или пара). К таким механическим регуляторам относятся вентильные краны, капиллярные сопротивления, пористые перегородки и пр.

Во-вторых, дозировку вводимых паров или газов можно осуществить путем регулировки упругости пара активатора. В случае введения Ъ 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 активирующего 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.

Предмет изобретения.

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 п. 1, отличающийся тем, что названную дозировку производят при помощи мепанических 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 дозировку производят путем регулирования скорости пиролиза активирующего материала.

5. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что названную дозировку производят изменением скорости генезиса твердого катализатора при постоянном количестве подводимого в реакционное пространство активирующего газа или пара.

. S

Фиг. 1