1. Definicija i osnovne karakteristike katalizatora
Katalizator je tvar koja mijenja brzinu kemijske reakcije interakcijom s reaktantima, bez pomicanja kemijske ravnoteže ili mijenjanja konačnih proizvoda reakcije. Po završetku reakcije katalizator zadržava svoju ukupnu masu, kemijski sastav i kemijska svojstva, dok se fizikalna svojstva mogu promijeniti.
2. Osnovni pokazatelji učinkovitosti industrijskih katalizatora
Industrijski katalizatori moraju ispunjavati sveobuhvatne zahtjeve za performanse:
①Visoka katalitička aktivnost i izvrsna ciljana selektivnost za postizanje učinkovite konverzije sirovine i suzbijanje nuspojava
②Superiorna stabilnost aktivnosti s minimalnim smanjenjem performansi tijekom dugotrajnog-rada
③Povoljne fizičke strukture uključujući specifičnu površinu, veličinu pora i volumen pora
④Robusna mehanička čvrstoća s kvalificiranom otpornošću na kompresiju i otpornošću na habanje
⑤Ujednačena veličina čestica, distribucija veličine čestica i morfologija koja odgovara opterećenju reaktora i radnim uvjetima tekućine
3. Selektivnost i stabilnost katalizatora
-
Selektivnost
U biti, katalizator drastično smanjuje aktivacijsku energiju glavne reakcije, dok ima slabiji redukcijski učinak na aktivacijsku energiju sporednih reakcija. Njome upravljaju tri ključna čimbenika: intrinzična selektivnost određena mehanizmom reakcije, selektivnost difuzije koja proizlazi iz strukture pora katalizatora i selektivnost procesa na koju utječu radni parametri kao što su temperatura, tlak i prostorna brzina.
-
Stabilnost
Stabilnost je ključna za dugo{0}}ciklusni rad katalizatora, uključujući toplinsku stabilnost, kemijsku stabilnost, otpornost na koksiranje, mehaničku stabilnost i otpornost na otrove. Ova svojstva omogućuju katalizatoru da izdrži visoke temperature, kemijsko propadanje, taloženje koksa, mehaničku abraziju i eroziju toksičnim nečistoćama u sirovini.
4. Uobičajeni industrijski katalitički reaktori
Tri glavne vrste katalitičkih reaktora široko se primjenjuju u industriji:
· Reaktor-s fiksnim slojem: Jednostavna struktura sa stacionarnim pakiranjem katalizatora, široko prihvaćena za plin-krute reakcije kao što su sinteza amonijaka, odsumporavanje dimnih plinova i konverzija ugljikovodika.
· Reaktor s fluidiziranim slojem: Čestice katalizatora su suspendirane i fluidizirane pomoću procesne tekućine, čime se postiže ravnomjeran prijenos mase i topline, idealno za sustave brze reakcije.
· Reaktor s pokretnim-krevetom: Omogućuje kontinuirano kretanje i regeneraciju katalizatora, pogodno za industrijske procese koji zahtijevaju neprekinutu obnovu katalizatora i dugotrajnu-kontinuiranu proizvodnju.