ктивний ансамбль. Теорія розраховує це число з експериментально знайденої залежності зростання каталітичної активності від ступеня заповнення поверхні носія каталітичним матеріалом. В даний час теорія не ставить своєю метою пояснення причини каталізу або причини, чому активно те, а не інше число атомів в ансамблі. Не ставить вона своїм завданням і пояснення вибірковості каталізу.
3.3 Електронна теорія
Електронна теорія каталізу пояснює каталітичну дію металів і напівпровідників наявністю вільних електронів провідності, які беруть участь в окисно-відновних перетвореннях на поверхні каталізатора, також в основі електронної теорії каталізу лежить уявлення про те, що вільні або слабкозв'язаного електрони каталізатора роблять його радікалоподобним, в результаті чого забезпечується прискорення реакції, що протікає на поверхні каталізатора
Принцип електронної теорії каталізу для процесів, що протікають за участю каталізаторів металів або їх оксидів, полягає в тому, що властивості цих каталізаторів можуть впливати на ковалентні або електровалентние зв'язку адсорбованих або орієнтованих молекул, викликаючи їх деформацію, в результаті чого відбуватиметься перебудова зв'язків та утворення нових продуктів.
Але дану теорію не варто поки що брати до уваги, так так вона з'явилася недавно і ще повністю не обгрунтувала себе в тій чи іншій мірі.
IV. Застосування каталізу в нафтохімічній промисловості
Найважливішим процесом нафтопереробки є каталітичний крекінг. Крекінг вуглеводнів - найбільш багатотоннажний промисловий каталітичний процес. За допомогою крекінгу з нафти виходить рідке моторне паливо: бензин, дизельне і реактивне паливо. В даний час в США - 50% нафти переробляється на установках каталітичного крекінгу.
У 1920-х роках як каталізатор крекінгу застосовували суспензію А1С13 в рідких вуглеводнях. У 1936 р в США був запущений перший завод каталітичного крекінгу на основі пропозиції Е. Гудри використовувати природні глини (монтморилоніт) як каталізатори крекінгу. У 1943 р фірма Стандард Ойл (нині Екссон-Мобіл ) ввела в дію виробництво ТСС (thermofor catalytic cracking) на основі кулькового алюмосиликатного каталізатора. У 1949 р з'явилися перші установки з киплячим шаром мікросферичних каталізатора. Ці установки - процес FCC (fluid catalytic cracking) - стали головними після переходу промисловості крекінгу в 1980-х роках на нову сировину - вакуумний газойль, замість фракцій дизельного палива.
У 1960-х роках були впроваджені цеолитсодержащие каталізатори крекінгу. Сумарна потужність установок каталітичного крекінгу перевищує сьогодні 650 млн т/рік, у тому числі в США 265 млн т/рік, а одинична потужність - в деяких установках FCC - більше 5 млн т/рік. У Росії сумарна потужність установок каталітичного крекінгу дорівнює 17 млн ??т/рік. Загальний обсяг виробництва каталізаторів крекінгу на всіх каталізаторних фабриках світу складає - 450 тис. Т/рік.
Технологія. Схема промислової установки наведена на рис.1 Кулькові каталізатори застосовують в установках у висхідному потоці. Підігріте в трубчастої печі нафтову сировину подають у вузол захоплення, де воно тонко розпорошується і змішується з регенерованим каталізатором. Сировина (первинні продукти перегонки нафти - газойль) разом з каталізатором переміщається знизу вгору при лінійних швидкостях потоку 10-12 м/с. Висота реактора, який представляє сталеву футерованную трубу, що забезпечує необхідний час контакту сировини з каталізатором, зазвичай становить 20-35 м. Потік сировини з каталізатором рухається в режимі, близькому до режиму ідеального витіснення. Температура процесу 470-570 СС, типові часи контакту - від 2 до 10 с. При цьому на каталізаторі утворюється кокс [1-2% (маe.)]. В даний час кулькові цеолитсодержащие каталізатори використовують лише на невеликій кількості заводів. В основному в процесі FCC застосовують микросферические цеолитсодержащие каталізатори.
Рис.1 . Схема промислової установки каталітичного крекінгу в киплячому шарі каталізатора: 1 - регенератор каталізатора, 2 - підігрівач повітря, 3 - циклон, 4 - ліфт-реактор
Пари продуктів крекінгу і Непревращенний сировину після відділення каталізатора в циклонах (сепаратори) розділяють у ректифікаційної колоні, з якої в систему повертається шлам - суміш важких фракцій з каталізатором. Відпрацьований каталізатор з потоком повітря надходить у отпарную секцію, де з поверхні каталізатора віддувають десорбируют-ванні і захоплені потоком вуглеводні. Оброблений паром каталізатор з потоком повітря надходить у регенератор, де при 670-770 ° С проводиться випалювання коксу в киплячому шарі. Час регенерації - від 5 до 15 хв. Рег...
