Способ определения стабильности катализаторов

 

Изобретение относится к области средств контроля материалов с помощью рентгеновских лучей и может быть использовано при контроле качества катализаторов , содержащих дисперсные металлы и окислы металлов. Цель изобретения - повышение информативности и экспрессности определения. Сущность способа состоит в том, что стабильность катализатора, его способность сохранять высокую каталитическую активность в процессе дезактивации устанавливают, определяя рентгенографически содержание активной кристаллической составляющей и рассчитывая затем измерение доли аморфной составляющей 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

165980? А1 (5 )s G 01 N 23/20

ГОСУДАРСТВЕ}+ ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CC- -ХТ вЂ” 3 CCAA(TT) dT

Т (21) 4460652/25 (22) 14.07.88 (46) 30.06.91, Бюль 24 (72) Л.М.Родин, О,Л.Овсиенко и И.А.Рыжак (53) 541.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1030008, кл. В 01 J 27/10; 1981.

Шаркина В.И. и др. Экспериментальная установка для комплексного изучения каталитических и адсорбционных свойств медьсодержащих контактов. — Кинетика и катализ, XXV, вып.3, 1984, с. 759 -761.

Авторское свидетельство СССР

М 1323932, кл. G 01 N 23/20, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ КАТАЛИЗАТОРОВ

Изобретение относится к средствам контроля материалов с помощью рентгеновских лучей и может быть использовано при контроле качества катализаторов, содержащих дисперсионные металлы и окислы металлов.

Цель изобретения — повышение информативности и экспрессности определения, На чертеже представлена зависимость интенсивности дифракционной линии меди (1И) от температуры.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец исследуемого катализатора помещают в рентгеновскую температурную камеру, установленную на дифрактометре, через которую осуществляют проток реакционного (восстановительного) газа до температуры, не превышающей температуру начала фазовых переходов компонентов ка тализатора, и, облучая пучком рентгеновских лучей, производят регистрацию (57) Изобретение относится к области средств контроля материалов с помощью рентгеновских лучей и может быть использовано при контроле качества катализаторов, содержащих дисперсные металлы и окислы металлов. Цель изобретения — повышение информативности и экспрессности определения. Сущность способа состоит в том, что стабильность катализатора, его способность сохранять высокую каталитическую активность в процессе дезактивации устанавливают, определяя рентгенографически содержание активной кристаллической составляющей и рассчитывая затем измерение доли аморфной составляющей.

1 ил. выбранной системы дифракционных линий анализируемых фаз в режиме иэотермических выдержек при заданных температурах.

Затем продолжают нагревание исследуемого катализатора в среде инертного газа до температуры полного перехода аморфной составляющей активного компонента в кристаллическую и таким же образом регистрируют выбранную систему дифракционных линий анализируемых фаз. Стабильность катализатора. сохранение высокой каталитической активности в процессе дезактивации катализатора зависит от количества рентгеноаморфного активного компонента катализатора, оценивается посредством анализа зависимости доли аморфной составляющей от температуры и определяется по формуле

1659807 составляет 10 ч.

Сд =-.1- C„, где С вЂ” стабильность катализатора;

CA — доля аморфного активного компонента, ЛТ =.(T2 - Т1) — исследуемый температурный интервал дезактивирования катализатора;

Т1 — начальная температура дезактивирования катализатора, определяемая начальной температурой синтеза;

Тг — конечная температура деэактивирования катализатора, определяемая по появлению дифракционных линий фаэ, образовавшихся в результате распада активного комплекса.

ll р и м е р. Образец катализатора синтеза метанола СНМ-1 с начальным составом, мас.,(,: CuO 53,0; Zn 26,0; Al20a 5,5 — в виде плоской таблетки помещают в кювету высокотемпературной камеры-приставки

ГПВТ-15 к рентгеновскому дифрактометру

ДРОН-2,0, Через камеру осуществляют проток реакционного(восс гановительного) газа состава Н :СО:COz = 60;30;10 при нагревании образца. При этом происходит восстановление СиО до Си. Ход процесса восстановлений контролируют по уменьшению дифракционных линий CUO и возрастанию интенсивности линий Си. При 200 С производят замену восстановительного реакционного газа на инертный — чистый Не, т.к, для данных составов катализатора и ре. акционног0 газа при этой температуре все линии неактивной фазы Сио полностью исчезают на рентгенограмме, а линии активной фазы Си наиболее четко выражены.

Нагревание катализаторов данного типа в реакционной газовой среде при температуре, превышающей 400 С, не рекомендуется по причине восстановления Zno до Zn, температура возгонки которого 419,5 С. В процессе нагревания в режиме изотермических выдержек при 200 — 9000С с интервалом в

1000С производят рентгеновские съемки, определяют интегральные интенсивности дифракционных линий Cu (ill). содержание кристаллической меди и долю аморфной меди иэ уравнения где Сд — доля аморфной меди;

Скр — доля кристаллической меди, найденная рентгеновски.

По полученным значениям доли аморфной меди при каждой температуре измерения строят кривую зависимости доли аморфной меди от температуры Сд = f (Т) (см. чертеж). Стабильность катализатора характеризуется величиной температурного интервала кривой, близкого к прямоли5

30 нейному, а активность катализатора на этом участке соответствует доле аморфной меди, определяемой высотой оси координат. По характеру кривой оценивают стабильность катализатора на всем интервале дезактивации, которому соответствует область температур от 200 (Ti) до 550 (Тг)"С (выбор температуры Т1 объясняется тем, что в промышленных агрегатах синтеза метанола начальной температурой процесса является

200 С, а при 570 С в катализаторе CHM-1 начинается необратимый процесс ускоренного распада активного комплекса, что приводит к резкому уменьшению доли аморфной меди вследствие того, что алюминий выходит иэ активного комплекса в виде самостоятельной фазы — алюмината цинка; поэтому участок кривой после температуры

5700С информации о стабильности катализатора не содержит).

Первый прямолинейный участок на кривой находится в интервале дезактивации при 200 — 400 С. На нем активность катализатора, характеризуемая долей аморфной меди, уменьшается с 0,43 при 200 С до 0,34 при 400 С. На втором прямолинейном участке доля аморфной меди снижается медленнее с 0.34 при 400 С до 0,32 при 500 С.

Стабильность катализатора на всем интервале реально допустимых дезактиваций (200 — 550 С) определена по формуле

С= T f Ca(T)dT, Т 200 и составила С = 0.33. Длительность анализа

Формула изобретения

Способ определения стабильности катализаторов. содержащих дисперсные металлы и оксиды металлов, путем определения их активности в активированном состоянии при нагревании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения информативности и зкспрессности определения, производят рентгенографирование активного компонента активированного катализатора в инертной газовой среде в режимах изотермических выдержек до температуры полного перехода аморфной составляющей активного компонента в кристаллическую, регистрируя дифракционные максимумы, по интенсивностям дифракционных максимумов определяют активность катализатора как долю аморфной составляющей активного компонента СА в точках анализа, строят зависимость CA = f (Т) и определяют стабильность катализаторов С по формуле

1659807

С= «Т- 1 CA(т) Т, т1

0,б

Составитель E.Ñèäoõèí

Редактор М.Циткина . Техред М;Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 1837 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва,.Ж-35., Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 1012ам а с

1,0 где ЬТ - Тz - T> температурный интервал определения стабильности катализатора, Т,С

200 ЗОО 000 500 800 ЮО 800 9И