㈠ 常用的工业催化剂的制备方法有哪些各自的有缺点及适用场合是什么
制造催化剂的每一种方法,实际上都是由一系列的操作单元组合而成。为了方便,人们把其中关键而具特色的操作单元的名称定为制造方法的名称。传统的方法有机械混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法(沥滤法)、离子交换法等,近十年来发展的新方法有化学键合法、纤维化法等。
1.机械混合法
将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行,例如转化-吸收型脱硫剂的制造,是将活性组分(如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌)与少量粘结剂(如氧化镁、氧化钙)的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中,同时喷入计量的水。粉料滚动混合粘结,形成均匀直径的球体,此球体再经干燥、焙烧即为成品。乙苯脱氢制苯乙烯的Fe-Cr-K-O催化剂,是由氧化铁、铬酸钾等固体粉末混合压片成型、焙烧制成的。利用此法时应重视粉料的粒度和物理性质。
2.沉淀法
此法用于制造要求分散度高并含有一种或多种金属氧化物的催化剂。在制造多组分催化剂时,适宜的沉淀条件对于保证产物组成的均匀性和制造优质催化剂非常重要。通常的方法是在一种或多种金属盐溶液中加入沉淀剂(如碳酸钠、氢氧化钙),经沉淀、洗涤、过滤、干燥、成型、焙烧(或活化),即得最终产品。如果在沉淀桶内放入不溶物质(如硅藻土),使金属氧化物或碳酸盐附着在此不溶物质上沉淀,则称为附着沉淀法。沉淀法需要高效的过滤洗涤设备,以节约水,避免漏料损失。
3.浸渍法
将具有高孔隙率的载体(如硅藻土、氧化铝、活性炭等)浸入含有一种或多种金属离子的溶液中,保持一定的温度,溶液进入载体的孔隙中。将载体沥干,经干燥、煅烧,载体内表面上即附着一层所需的固态金属氧化物或其盐类(图1)。浸渍法可使催化活性组分高度分散,并均匀分布在载体表面上,在催化过程中得到充分利用。制备含贵金属(如铂、金、锇、铱等)的催化剂常用此法,其金属含量通常在 1%以下。制备价格较贵的镍系、钴系催化剂也常用此法,其所用载体多数已成型,故载体的形状即催化剂的形状。另有一种方法是将球状载体装入可调速的转鼓(图2)内,然后喷入含活性组分的溶液或浆料,使之浸入载体中,或涂覆于载体表面。
4.喷雾蒸干法
用于制颗粒直径为数十微米至数百微米的流化床用催化剂。如间二甲苯流化床氨化氧化制间二甲腈催化剂的制造,先将给定浓度和体积的偏钒酸盐和铬盐水溶液充分混合,再与定量新制的硅凝胶混合,泵入喷雾干燥器内,经喷头雾化后,水分在热气流作用下蒸干,物料形成微球催化剂,从喷雾干燥器底部连续引出。
5.热熔融法
热熔融法是制备某些催化剂的特殊方法,适用于少数不得不经过熔炼过程的催化剂,为的是借助高温条件将各个组分熔炼称为均匀分布的混合物,配合必要的后续加工,可制得性能优异的催化剂。这类催化剂常有高的强度、活性、热稳定性和很长的使用寿命。主要用于制造氨合成所用的铁催化剂。将精选磁铁矿与有关的原料在高温下熔融、冷却、破碎、筛分,然后在反应器中还原。
6.浸溶法
从多组分体系中,用适当的液态药剂(或水)抽去部分物质,制成具有多孔结构的催化剂。例如骨架镍催化剂的制造,将定量的镍和铝在电炉内熔融,熔料冷却后成为合金。将合金破碎成小颗粒,用氢氧化钠水溶液浸泡,大部分铝被溶出(生成偏铝酸钠),即形成多孔的高活性骨架镍。
7.离子交换法
某些晶体物质(如合成沸石分子筛)的金属阳离子(如Na)可与其他阳离子交换。 将其投入含有其他金属(如稀土族元素和某些贵金属)离子的溶液中,在控制的浓度、温度、pH条件下,使其他金属离子与 Na进行交换。由于离子交换反应发生在交换剂表面,可使贵金属铂、钯等以原子状态分散在有限的交换基团上,从而得到充分利用。此法常用于制备裂化催化剂,如稀土-分子筛催化剂。
8.发展中的新方法
①化学键合法。近十年来此法大量用于制造聚合催化剂。其目的是使均相催化剂固态化。能与过渡金属络合物化学键合的载体,表面有某些官能团(或经化学处理后接上官能团),如-X、-CH2X、-OH基团。将这类载体与膦、胂或胺反应,使之膦化、胂化或胺化,然后利用表面上磷、砷或氮原子的孤电子对与过渡金属络合物中心金属离子进行配位络合,即可制得化学键合的固相催化剂,如丙烯本体液相聚合用的载体——齐格勒-纳塔催化剂的制造。②纤维化法。用于含贵金属的载体催化剂的制造。如将硼硅酸盐拉制成玻璃纤维丝,用浓盐酸溶液腐蚀,变成多孔玻璃纤维载体,再用氯铂酸溶液浸渍,使其载以铂组分。根据实用情况,将纤维催化剂压制成各种形状和所需的紧密程度,如用于汽车排气氧化的催化剂,可压紧在一个短的圆管内。如果不是氧化过程,也可用碳纤维。纤维催化剂的制造工艺较复杂,成本高。
㈡ 松湖神健的纳米纤维滤膜质量怎么样可以做口罩过滤材料吗过滤效果怎么样
松湖神健电纺高分子纳米纤维滤膜由高分子纳米纤维随机排布形成,纤维版直径200-500nm,比常规高分权子纤维直径减小20倍以上,比表面积增加20倍以上,截面积减小400倍以上,所形成的孔隙尺寸比熔喷布和其它无纺布减小20倍以上,因此,电纺高分子纳米纤维膜是一种新型纤维,在空气过滤、水净化、油过滤、化工过滤、催化剂载体、功能面料等方面具有重要用途,具体应用产品包括口罩滤膜、空调滤膜、饮水机滤芯、空气净化器滤芯、防护服过滤层、隔热保温服装、疏水透气服装、隔热保温材料等。
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㈢ 大家讲讲催化裂化装置开工前催化剂过滤的方法
我们原来用过5楼的方法,但催化剂里有衬里,总堵,拆起来很频繁也很麻烦,后来干脆加根管到新鲜剂加料斗,倒到平衡剂罐,效果还不错,就是灰大点,建议在周围用帆布搭个棚子。
㈣ 齐格勒和纳塔各自提供催化剂
聚丙烯随低压聚乙烯生产
20世纪30年代到50年代是塑料工业兴旺发展的时期,一些常用的塑料,如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯相继工业化。
聚乙烯的单体乙烯CH2=CH2早在18世纪末由荷兰化学家们制得。20世纪20~30年代石油裂解方法出现,产生大量乙烯。
将乙烯气体聚合成固体聚乙烯,将这种成千上万个简单的分子转变成连接在一起的大分子,是化学魔术,是化学家们研究高压对化学反应作用的成果。
20世纪初在应用高压合成氨、油脂氢化等反应取得成功后,引起化学家们对化学反应中利用高压的研究发生兴趣。荷兰化学教授米奇尔(A.Michels)试图在3000大气压下试制有机染料,后来又提高到20000大气压。英国帝国化学工业公司在1931年设计装置了设备,研究3000大气压下二元和三元有机体系反应的效应。化学家福西特(E.W.Fawcett)和吉布森(R.O.Gibson)参与了研究工作,1933年,他们将乙烯和苯甲醛(C6H5CHO)的混合物在170℃和1400大气压下进行反应,结果发现在反应器内壁出现一层薄的白色蜡状固体,检验结果是乙烯的聚合物。于是他们又单独使用乙烯进行重复试验,反应猛烈致使设备破裂,产生氢气、甲烷和游离的碳,但没有聚乙烯产生。
到1935年12月,帝国化学工业公司的另外几位化学家佩林(E.G.perrin)、帕顿(J.G.patton)和威廉姆斯(E.G.Williams)更新了设备,在180℃和1000~2000大气压下重复进行乙烯的聚合反应。试验开始后,由于反应器密封不好,压力逐渐下降,但是结果出乎意料,得到8克聚乙烯。经过仔细反复研究,化学家斯瓦洛(J.C.Swallow)认为试验成功具有偶然性。由于反应器密封不好,漏掉一部分乙烯,却进入了微量氧气,氧气起了乙烯聚合反应的催化作用。
褔西特和其他参与试验的化学家于1936年共同申请专利,1937年9月6日得到批准。帝国化学工业公司于1939年建成一个容量为50升的反应器,进行试生产,到1939年底,聚乙烯产量已达到百吨规模。
第二次世界大战(1939-1945)期间,聚乙烯开始成为军用物资,用于生产高频雷达电缆等。这样,高压聚乙烯的制造技术就从英国帝国化学工业公司转移到了同盟国美国的杜邦公司和联合碳化物公司。1943年这两家公司开始投产生产聚乙烯。
第二次世界大战开始后,作为轴心国家的德国和日本也对聚乙烯进行了研究和生产,但进展速度较慢,到1944年,即临近大战结束时,德国的法本公司才达到月产5~10吨的生产规模。战后,联邦德国巴迪舍苯胺和纯碱工厂引进了英国的技术建厂生产。
日本早在战争期间从被击落的美国B29轰炸机的雷达馈电线上发现了这种具有挠曲性的白色蜡状物,引起重视,后来查清这就是英国帝国化学工业公司专利中所说的聚乙烯。当时日本从事高压化学研究的京都大学、大阪大学和德岛大学的几位研究人员接受日本军事当局的委托,组织了聚乙烯研究小组,但受日本当时技术条件和材料水平所限,研究遇到许多困难,花费了很大精力,直到1944年才制得6.3克聚乙烯产品。当他们设计日产20千克的中间试验时,战争就结束了。战后一段时间内停止了研制工作,但因聚乙烯能代替铅作电缆包覆材料,并能作海底电缆的绝缘材料,所以日本要求重新研制聚乙烯的呼声又高涨起来。1951-1953年规模为日产10千克的试验装置继续得到研究。到1955年,日本也从英国帝国化学工业公司引进专利,于1958年开始工业生产。同一个时期,日本三菱石油化学公司购买了德国巴迪舍苯胺和纯碱工厂的专利,也实现了工业化。
高压聚乙烯的生产对设备要求较高,操作比较困难,促使化学家和工程技术人员们研究在低压下进行生产。到20世纪50年代,1953-1954年间,美国和德国的化学家同时申请低压下聚合乙烯的技术专利。美国标准石油公司(Standard oil Co。)化学家兹莱特兹(A.Zletz)提出用氧化钼为催化剂,溶解在碳氢化合物中,在230~270℃和40~80大气压下进行乙烯聚合。美国菲利普斯石油公司(Phillips petroluem Co。)化学家霍干(J.P.Hogan)和班克斯(R.L.Banks)提出用氧化铬作催化剂,溶解在环己烷中,在130~160℃和1.4~3.5兆帕(1大气压=101325帕=0.101325兆帕)下进行。德国马克斯?普朗克研究所(Max Planck Institute)化学家齐格勒(Karl Ziegler,1898-1973)提出利用三乙基铝(Al(C2H5)3)和四氯化钛(TiCl4)作催化剂,在大于50℃和大于10大气压下进行。1953年末,出现一个十分引人注目的事件,在排除空气的条件下,将三乙基铝和四氯化钛同时倒入大约2升类似汽油的碳氢化合物中,将乙烯在100、20、5个大气压下,甚至在常压下通入后进行搅拌,乙烯气体很快被吸收,一小时后,一种固体物质沉淀出来,再经过一小时后,沉淀物变成面团状松软的物质。此时已无法搅拌,加入一些乙醇,去掉催化剂,产物变得雪白,经过过滤、干燥,就得到白色粉末状的聚乙烯。
于是各国公司先后购买齐格勒专利,投入工业生产。
低压聚乙烯与高压聚乙烯在物理性能方面不完全相同。高压制得的聚乙烯密度较低,又称低密度聚乙烯;低压制得的聚乙烯密度较高,又称高密度聚乙烯。
高压聚乙烯密度较低、质轻、柔软、耐冲击、透明性好,大量用于制造薄膜,用于农作物培育以及食品、医药、衣料和其他日常生活用品包装中。它不透水,却具有透气性能,把金鱼和水盛装在聚乙烯薄膜袋中,口袋密封后金鱼也不会死。低压聚乙烯的强度、硬度、耐溶剂性等均比高压聚乙烯好,制成的容器可煮沸消毒。聚乙烯包覆的电线在军事上用得很多,这是由于它绝缘性能好,在零下50℃时也不硬化,耐摩擦强度也很高。今天许多聚乙烯的奶瓶、水盆、药瓶、喷雾器、漏斗等已进入市场。聚乙烯还可以制成单纤维,除制绳索外,还具有类似耐火胶布的用途。
聚乙烯的原料乙烯来源丰富,可以从石油裂解制得。聚乙烯制造的流程较短,而且在加工薄膜制品时不用增塑剂,因此发展很快,在塑料产量中占第一位。
乙烯的同系物丙烯最早在1849-1850年间由德国化学家雷诺尔德(J.W.Reynolds)将戊醇通过赤热的管子获得。它和乙烯一样,也是一种无色、带有甜味的气体。随着石油化学工业的发展,丙烯和乙烯一样,可以大量从石油裂解气中获得。在乙烯经高压、低压合成具有各种用途的聚乙烯后,化学家们自然地想到丙烯聚合后将会和聚乙烯同样有用。可是聚丙烯是糨糊状的稠性液体,成不了固体物质,熔点很低,大约在75℃左右,工业上毫无用途,只得付之一炬。
齐格勒制成低压聚合乙烯的催化剂后,无论在工业生产中,还是学术理论中,都受到各方面的关注。它以极快的速度传播到各大学府、各企业部门的研究机构。接受这一学术影响最早的是意大利米兰(Milan)工业学院化学教授纳塔(Giulio Natta,1903-1979)。他发现将齐格勒催化剂中的四氯化钛改用三氯化钛(TiCl3)用于丙烯聚合,可以得到结晶好的、高熔点的固体聚丙烯。他在研究了聚丙烯的分子结构后,确定这种改变后的催化剂将使聚丙烯分子有规则地排列,因而使聚丙烯出现良好的性能。他将这种改变后的催化剂称为等规催化剂,利用这种催化剂聚合成的聚丙烯是等规聚丙烯。
第一种就是等规聚丙烯,第二种是间规聚丙烯,第三种是无规聚丙烯。
等规聚丙烯是白色晶体粉末,熔点165~170℃,抗张强度好,既可模塑成型,也可形成薄膜或拉成丝。其织品既轻盈,又结实,还耐磨,弹性也好。
1957年,意大利蒙特卡蒂尼(Montecatini)公司首先建厂生产等规聚丙烯,商品名meraklon。接着美国赫尔克里斯(Hercules)公司在1959年开始生产,商品名herculan。我国继聚乙烯后也建厂生产聚丙烯,商品名丙纶。
丙纶的服装、内衣、袜子、手套、家具布、窗帘等走进人们的家庭。工业方面丙纶的主要应用是绳索、渔网、帆布、水龙带、包装材料,因为它的耐腐蚀性能好,也用作工业过滤布和工作服。
把乙烯、丙烯这两种廉价的无色气体变成白色固体,制成纤维、薄膜和各种形状的物品,是化学的创造,是齐格勒和纳塔提供的催化剂。他们二人同获1963年诺贝尔化学奖。遗憾的是他们两人都没有出席颁奖仪式,齐格勒认为纳塔窃取了他的研究成果而拒绝出席,纳塔因瘫痪在床而无法前往。
㈤ 催化剂过滤器哪家好
催化过滤器为密闭式过滤器,整个过滤反冲洗过程均在过滤器内完成,对整个厂区无污染。滤芯采用微孔滤芯,可以根据各种工况条件选用PE滤芯、PA滤芯、不锈钢滤芯等。过滤机可用干净液体、气体、气液混合进行反冲洗。反冲洗后含杂质液体可以排放到指定容器内。可根据物料性质选择是否回用。整个过滤器经过科学设计反冲洗效果相对于类似过滤器更好,滤芯可重复使用,运行成本低,使用时间长。本过滤器可以客户需求设计为全自动化或半自动化过滤。㈥ 膜过滤技术发展现状及其优缺点,主要用于处理污水
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膜过滤技术在水处理中的应用
1、用反渗透和纳滤处理垃圾填埋场渗沥液
城市垃圾填埋场产生的渗沥液中含有大量有机和无机污染物。由于成分复杂,组分变化大,污染物浓度高,所以很难用传统方法处理。即使用生化法(好氧或厌氧)和活性炭吸附或臭氧氧化联合流程进行处理,效果也不理想。传统处理法的处理效果很大程度上取决于渗沥液成份和填埋场运行年限。反渗透和纳滤被认为是处理渗沥液的有效方法。反渗透膜可同时去除有机和无机成分。滤过液可作为工艺循环水使用或排放。残留液通过蒸发,可以获得固态废物。这些废物可返回填埋场进行填埋。预处理可以采用简单的过滤、生物处理、生物处理与混凝联合以及微滤或超滤的方法。国外已有许
多填埋场都采用膜滤技术处理垃圾渗沥液。国内这方面的研究还处在实验研究阶段。采用氨氮吹脱与厌氧工艺进行预处理后,采用膜生物反应器法处理城市垃圾
填埋场产生的渗沥液,获得了较好的效果。
2、用纳滤处理纺织印染废水
纺织印染业工艺过程中要产生大量高盐度(>5%)、高色度(数万至十几万)、高化学需氧量(CODCr数万至十几万)、可生化性差的废水[8]。在排放或回用之前,在传统处理之后(如活性污泥法—沉降—砂滤)加上膜滤就可以降低水的色度和难生物降解的有机物、重金属、营养物等的含量。超滤只能部分去除色度、不能被去除小分子有机染料。所以超滤处理后还不能循环使用,不过经过超滤后的渗透液可以达标排放。纺织印染废水回用的最重要的指标是硬度、盐度和色度。先生物处理再纳滤就可以使废水达到回用标准。经过纳滤处理后,水在硬度、有机物浓度和色度等可以接近地下水的水平。渗透液的水质在很大程度上取决于膜的类型。小孔径膜(NF70)可以用于脱色,但流量要低一些。通过纳滤处理纺织行业水的循环利用率为80%—90%
3、超滤/微滤用于中水回用
缺点就是会产生膜污染:
膜处理技术在长期的运转过程中,会引起膜的污染,导致过滤通量随运行时间而逐渐下降。膜污染是膜滤应用的主要制约因素,它既能引起过滤通量的下降,又能影响处理效果
㈦ 活性炭滤芯过滤方法和原理是什么
活性炭过滤时,来水中杂质、微生自物、胶体、颗粒物等被吸附,当吸附到一定程度,活性炭就吸附饱和了,也就失效了,这个时候就需要更换活性炭了;反渗透过滤是将水中杂质、微生物、胶体、盐分截留在浓水侧,透过膜的为淡水侧。
㈧ 锰砂滤料的滤膜有什么作用
锰砂滤料的滤膜有什么作用
1.锰砂过滤器工艺流程:曝气→接触氧化→吸附过滤→反洗
2.运行过程
①.曝气
根据水质情况采用深井水余压射流曝气或压缩空气曝气等方式,管道混合溶氧,稳定可靠。曝气法一方面是增加水中的溶解氧;二是驱除CO2,以提高水的PH值,使二价铁氧化成三价铁沉淀,然后再经过滤。
②.接触氧化
滤料采用天然锰砂滤料,其具有催化和过滤双层作用。
天然锰砂的主要成分是二氧化锰(Mno2)它是将Fe2+氧化成Fe3+的良好催化剂。
当含铁地下水的PH值>5.5时,与天然锰砂接触即可将Fe3+氧化成Fe3+,反应如下:a.4MnO2+3O2=2Mn2O7 b.Mn2O7+6Fe2++3H2O=2MnO2+6Fe3++6OH-生成的Fe3+立即被水解成絮状氢氧化铁沉淀:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
③.吸附过滤
a.经锰砂滤层后去除Fe3+形成的絮凝体(Fe(OH)3沉淀物);
b.将大部分尚未氧化的Fe2+催化氧化作用和氧化的离子交换作用,以便除铁。
锰砂除铁机理,除了依靠它自身的催化作用外,还有在过滤时在锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜,能起催化作用。新生成的氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程,所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。
锰的去除原理同二价铁的去除方法相同。
④.锰砂过滤器反洗
锰砂过滤器系统可采用手动、自动控制两种方法。要求定期对锰砂进行反洗,以去除可能截流的悬浮物等杂质,同时松动锰砂和垫层。由于过滤器内设反冲洗装置,不需配备反冲洗水泵。
㈨ 将反应后的催化剂通过过滤、_____、______、_____来回收
例如在
过氧化氢溶液
分解的过程中,
二氧化锰
好像用不完,如将反应后的混合物通过过滤、____洗涤___、___烘干____、____称量___来回收,就会发现反应前、后的二氧化锰的质量和化学性质均未改变。
㈩ 纳米管式超滤膜在精细化工中应用可行吗
纳米管式超滤膜在精细化工中应用可行。
纳米管式超滤膜主要是脱除一些颗粒状杂质,例如制药行业用于净化水,或者溶液脱除颗粒杂质。采用管式超滤膜更不容易堵塞。