Про катализаторы…: bmwservice — LiveJournal

Вышеупомянутая «трехкомпонентность» подразумевает исключительно три основных полезных реакции:

а) доокисление «угарного газа» до сравнительно безвредной двуокиси углерода;
б) выделение из вредных окислов азота самого атмосферного азота;
в) расщепление углеводородов на двуокись углерода и воду.

Следовательно, говорить о «катализатор работает» можно только по отношению к тем компонентам выхлопа, для которых он собственно и создавался. Катализатор не «дожигает», а только убивается несгоревшими компонентами моторного масла, топлива и прочими сложными формами углеводородов. «Масло жрет, но пока еще не дымит, потому что катализатор еще работает» — абсурд. Так хорошо знакомое владельцам «немцев» сизое дымление говорит не о смерти катализатора, а о проблемах с двигателем, которые таким образом по наследству достаются катализатору и транзитом через него проходят, заодно его добивая. Катализатор же такие эксцессы способен терпеть лишь непродолжительное время. При несвоевременном устранении причин, его активный слой покрывается спекшейся органикой, а сами соты — наглухо забиваются.

Далее логично осветить такой важный момент как срок жизни катализатора. К великому удивлению, при условии исправно работающего двигателя, этот компонент не менее долговечен, чем кузов автомобиля и даже имеет все шансы его пережить. Каталитический нейтрализатор работает без расхода активного вещества.

Убить катализатор может только неисправность двигателя в некоторых особо заметных проявлениях: моторное масло в выхлопных газах, позднее зажигание и неправильное смесеобразование. Убедиться в этом можно самостоятельно, найдя видавшую виды иномарку ранних выпусков типа BMW E34 года так 1987 и позже — ее катализатор может работать совершенно исправно до сих пор, не в пример современным трех-пятилеткам этого же производителя. А все потому, что моторы типа М50/M20 могут ничего не знать о расходе масла, даже находясь в столь почтенном возрасте…

Катализатор эффективно работает только в диапазоне температур свыше 300 градусов Цельсия. После превышения порога в 900 градусов, он начинает разрушаться. При неудачном стечении обстоятельств (например, разогретый активной ездой катализатор и позднее зажигание от применения 95-го бензина на современном форсированном двигателе, рассчитанном, как правило, исключительно на 98-й) несгоревшее топливо может мгновенно оплавить его например вот так, как на фото:

Следующий важный момент: невероятно распространенная байка про увеличение мощности после удаления катализатора. Если он не оплавлен и сохраняет пропускную способность, «дышать» двигателю он мешает не больше, чем препятствует дыханию вот это приспособление:

Обращу внимание, что не помогают развеять миф даже популяризованные в легкой и непринужденной манере данные… Полученные, замечу, после очевидной, но несущественной подтасовки. Но даже они дают «разницу» сравнимую с методологической погрешностью измерений (чем, кстати, по сути и являются, что легко понять по видео). Однако полученная разница в плюс-минус 2 л.с. в данном случае, это сравнение не только и не столько исправного катализатора с его отсутствием, сколько исправного с «частично забитым»(sic!).

Кстати, этот эксперимент я проводил лично и на том же стенде. С более «стабильным» результатом — никаким. Удаление полностью исправного и чистого катализатора вообще не дало никакого прироста мощности и мощность стала даже ниже , что объясняется  изменившимся условиям в измерительной камере: за пару недель, прошедших после «переварки» катализатора, там немного потеплело. Отмечу, что когда закупорка будет аналогичной вышеприведенной фотографии, двигатель вообще перестанет набирать обороты… Измерять что-либо необходимости не будет.

Несмотря на вышесказанное, не могу пойти против истины: катализатор все же немного снижает мощность двигателя и тому есть объективная причина. Объяснение лежит в плоскости истории внедрения катализаторов в серийную продукцию. В то время, когда на конвейере одновременно присутствовали «катализаторные» и «бескатализаторные» модели, унификация не позволяла вносить наиболее эффективные технологические изменения в конструкцию выхлопа.

Когда-то, в «переходной период», катализатор был лишь «пришлепкой» на приемной трубе:

Очевидно, что выхлопные газы после почти метрового пробега температуру немало теряли, эффективность нейтрализации снижалась, что заставляло производителя «подтягивать» термостат вверх на десять градусов, что хорошо видно на примере ранних поколений BMW. Температуру двигателя поднимали на 10-15 градусов, что способствует полноте сгорания и улучшает «экологию» вообще.

В следующем поколении двигателей, подтягивали уже не только и не столько температуру (а ее реально подтянули до 100-110 градусов с 90), но и сам элемент катализатора затолкали практически в цилиндр:

Такая конструкция называется «каталитическим коллектором», или же «катколлектором», что мешает настраивать выпускной коллектор на эффект резонанса.
Это дает некоторое сравнительное снижение мощности по сравнению с хорошо настроенными «спортивными» «пауками»:

Так что нужно просто знать, с чем сравнивать.

Но самый главный вопрос, даже при сравнении действительно сравнимых вещей, сколько же реально «съедает» катализатор. Ведь мы меняем рассчитанную и хорошо настроенную систему на кусок полой трубы бОльшего, чем основной, диаметра, где скорость истечения газов падает, а противодавление немного увеличивается!

Дать достаточно точный ответ на этот вопрос нам снова поможет компания BMW, которая (и это также мною проверено на диностенде) всегда исключительно точно указывает мощностные характеристики двигателей. Искушенные читатели сразу поймут, что проще всего будет сравнить «экологичные» версии спортивных моторов BMW S54B32 для американского рынка с европейскими аналогами.

Сначала посмотрим на разницу в конструкции «Европы»:

А катализатора-то там и нет — его перенесли почти на метр… Так что выпуск здесь совершенно «спортивный», а сам кат стоит далеко от двигателя:

А вот версия для США, где катколлектор традиционный, в угоду экологии:

Настало время огласить разницу: установленный катализатор отнял у двигателя… примерно 5 л.с из 343.  И целых 10 Н*м крутящего момента.

То есть, отличия настроенной(!) выхлопной системы от «задушенной» катализатором это примерно 2% по мощности и моменту. Это, конечно, можно почувствовать, но очень непросто…

Умелый чип-тюнинг (который и был выполнен самой BMW в версии M3 CSL) даст не менее 5% прибавки и будет стоить дешевле, чем «фирменный» паук и его установка. Следовательно, тупое (самый удачный термин) выбивание катализатора при сохранении катколлектора вообще ничего не даст.

В завершении, предлагаю основные тезисы «про автомобильные катализаторы»:

1.Катализатор — практически вечный прибор, при условии, что двигатель исправен. Должны быть исправны датчики кислорода, должен отсутствовать расход масла, октановое число топлива должно соответствовать режиму эксплуатации и конструкции двигателя. Это минимально достаточные требования для его долговременного функционирования.

2.Удаление катализатора без необходимости — бессмысленная процедура. Не только бесполезная с точки зрения прибавки мощности, но даже вредная — выхлопные газы впрысковых (в т.ч. и непосредственно-впрысковых) автомобилей крайне токсичны и удушливы в виду короткого пути смесеобразования (сравните с хорошо настроенными карбюраторными автомобилями и запахом их выхлопа). При каждом открытии дверей и окон в пробке/стоянке, выхлопные газы будет затягивать в салон по строго законам физики — в зону пониженного давления. Закрытие дверей оставляет вас с ними один на один. Поврежденный катализатор имеет смысл заменить если не на дорогой оригинальный, то хотя бы на универсальный «евро» картридж, немного более низкой эффективности, но и значительно более дешевый. Прошивки типа «евро- 2» также не имеют никакого отношения к увеличению мощности, но негативно сказываются на поддержании оптимального состава смеси — снижают эффективность нейтрализации, даже при условии сохранения катализатора.

3.Нормальный выхлоп прогретого автомобиля класса типа «евро-4» и выше — горячий воздух практически без запаха. Во всех случаях отклонений от этой «нормы», стоит задуматься о фактическом состоянии катализатора и двигателя.

4.Данные с датчиков контроля за состоянием катализатора, а также датчиков окислов азота, или температуры катализатора (последние установлены на некоторых азиатских двигателях) — важная информация для автовладельца, которую неплохо бы научиться корректно интерпретировать, что позволит не менять (хуже того — удалять) полностью исправный катализатор в случае возникновения фантомных ошибок (снова см. материал про бензин).

5.Катализатор бессмысленно удалять даже в потенциально «проблемных» по топливу регионах. Металлосодержащие присадки со свинцом и железом и рядом не стояли с воздействием на катализатор, например, того же моторного масла. Ни по эффективности, ни по массово-объемным показателям. Литр масла на 1000 км это просто океан на фоне 1000 л самого злого этилированного бензина. И убить такими присадками катализатор еще сложнее, чем найти такой бензин в крупном городе…

bmwservice.livejournal.com

Катализатор продолжительность жизни — Справочник химика 21

    В газовой фазе доля более напряженных конформаций, в том числе и некоторых г-конформаций для Сб-дегидроциклизации, тем меньше, чем выше их напряженность. Как уже указывалось (см. разд. 1.2), конформации одного вещества более или менее быстро переходят друг в друга, однако при постоянной температуре их соотношение не меняется. На поверхности катализатора из-за адсорбции молекулы могут оказаться временно зафиксированными в /»-конформации, т. е. при таком расположении главной углеводородной цепи, которое энергетически невыгодно, но зато пространственно наиболее благоприятно для образования переходного состояния. В то же время, чем более напряжена г-конформация, тем менее прочно ее фиксирование, короче продолжительность жизни на поверхности катализатора, а следовательно, меньше вероятность прореагировать. Соответственно, меньше будет предэкспоненциальный член уравнения Аррениуса. Если же при этом реакция идет ио нулевому порядку и энергии активации для Сб-дегидроциклизации разных углеводородов одинаковы, то между значениями энергии перехода от обычных к г-кон-формациям и выходами продуктов реакции должна быть антибатная зависимость. При сопоставлении таких энергий перехода, вычисленных А. Л. Либерманом из конформационных данных, с выходами циклопентанов при Сб-дегидроциклизации, найденными авторами книги экспериментально, действительно обнаружилась ожидаемая антибатная зависимость   [c.213]
    При использовании в качестве носителя шарикового алюмосиликатного катализатора продолжительность жизни катализатора значительно выше. [c.218]

    При этом катализаторе, продолжительность жизни которого была около года, средний выход стирола составлял 70%. На 100 кг получаемого стирола в виде побочных продуктов получали около 70 газа, который содержал только 70% водорода и много двуокиси углерода и метана. С течением времени промышленные катализаторы дегидрирования постоянно 

[c.655]

    При условии добавления небольших количеств воды для гидратации катализатора продолжительность его жизни достигает 700 ч 1 кг катализатора дает около 750—800 л кумола. Исходный бензол и пропилен должны быть очищены от серы. Содержание тиофена в бензоле допускается до 0,14%. Бензол предварительно очищается серной кислотой.  [c.269]

    Можно думать, что на поверхности катализатора, относительно обедненной водородом, основная масса молекул н-гептана адсорбирована всеми семью атомами углерода. При этом геометрия конформаций А и Б такова, что их адсорбция сопровождается блокированием отмеченных междоузлий алкильными группами группами С-1 и С-7 в конформации А и С-6 в конформации Б. В последнем случае второе междоузлие в определенный момент может оказаться занятым свободным водородом, что по указанным ниже причинам создает относительно более благоприятную возможность для образования переходного состояния. Это обусловлено тем, что на поверхности металла продолжительность жизни адсорбированного углеводорода значительно больше, чем у адсорбированного водорода [102], в связи с чем междоузлия, занятые алкильными остатками, освобождаются значительно реже, чем места, занятые водородом. Поэтому в условиях недостатка водорода вероятность создания благоприятных условий для занятия обоих междоузлий атомами водорода из молекулы н-гептана, а следовательно, и для образования переходного состояния ниже для конформации А. 

[c.216]

    Опубликовано также подробное исследование влияния бензола на изомеризацию пентана, причем особое внимание обращалось на продолжительность жизни хлористого алюминия-хлористого водорода как катализатора [21]. [c.25]

    Однако лучше применять высокие давления, так как это позволяет снижать температуру процесса, что благоприятно сказывается на продолжительности жизни катализатора. Эти зависимости видны из рис. 4. [c.493]

    Продолжительность жизни катализатора, л кумола/кг катализатора. ….767 [c.498]

    ММР сополимеров зависит от природы каталитической системы, растворителя, температуры полимеризации, концентрации катализатора, регулятора молекулярной массы и др. Сополимеры со сравнительно узким ММР можно получить на гомогенных катализаторах. На катализаторах, содержащих два или несколько активных центров с разной продолжительностью жизни или разной активностью, образуются сополимеры с более широким или [c.304]

    Нестабилизованный димерный карбанион в присутствии других олефинов должен обладать малой продолжительностью жизни и не может вырасти в тример и более высокие полимеры. Эта реакция гораздо более чистая , чем соответствующая катализируемая кислотными катализаторами димеризация пропена (разд. IV.5.А). [c.106]

    Рассмотренный метод позволяет, проработав некоторое время на выбранном температурном режиме, оценить продолжительность жизни катализатора. Если выбранный температурный уровень нежелателен ввиду высокой скорости дезактивации, температуру можно понизить, восстановив катализатор до прежней активности, повысив временно кратность циркуляции. Этот метод эффективно использован для управления действующей установкой. 

[c.353]

    Свойства ядов первой группы Мэкстед связывает с наличием у них неподеленных электронных пар, вследствие чего образуются прочные хемосорбционные связи яда с металлом, обусловливающие большую продолжительность жизни яда в адсорбированном состоя-шш. Таким образом, яд, покрывая поверхность катализатора, дезактивирует его. Любарский [112] показал, что при покрытии монослоем тиофена никелевого катализатора гидрирования наступает полное отравление последнего. Если активная поверхность составляет лишь часть общей поверхности катализатора, то количество яда, вызывающее полное отравление, естественно, меньше, чем требующееся для образования монослоя. Роль неподеленных электронных пар при отравлении подтверждается тем, что соединения, в которых они отсутствуют, не токсичны (см. табл. 1.1). Нужно только иметь в виду, что нетоксичные соединения под влиянием реагентов могут переходить в токсичные например, арсенаты в условиях гидрирования переходят в арсины. 

[c.54]

    Обидим для каталитических процессов на поверхности твердых катализаторов является нагрев сырья (бензиновых, дизельных, вакуумных дистиллятов, мазутов) до соответствующих температур ири определенном давлении, контакт с поверхностью катализатора (обычно в реакторах), разделение продуктов реакции и регенерация катализатора (в регенераторах). При нагреве нефтяного сырья в змеевиках печи формируется ССЕ различной степени полидисперсности и продолжительности жизни. Под продолжительностью жизни ССЕ понимается период от начала возникновения ССЕ в исходной фазе до ее разрушения с формированием новой фазы. Продолжительность жизни зависит от природы и размера ядра (г) и толщины и природы адсорбционно-сольватного слоя (/г) ССЕ, от внешних воздействий на систему и может изменяться в широких пределах. Продолжительность жизни при фазовом переходе наименьшая для бензиновых фракций и увеличивается ио мере перехода к сырью с высокими значениями си.т межмолекулярного взаимодействия (наиример, к мазуту). 

[c.202]

    В случае использования регенерированных катализаторов повышение конечной температуры процесса по сравнению с начальной происходит быстрее, чем для свежих катализаторов. Поскольку продолжительность жизни катализаторов в процессе гидрокрекинга за- [c.262]

    Давление водорода оказывает значительное влияние на продолжительность жизни катализатора, а также на длительность пробега между очередными регенерациями. Повышенное давление водорода предотвращает образование кокса на поверхности катализатора, а также препятствует отравлению кислых катализаторов соединениями азота. На рис. 51 приведена зависимость температуры реакции от времени работы катализатора в процессе гидрокрекинга вакуумного дистиллята (фр. 350-510°С) из кувейтской нефти при различных давлениях водорода с 70%-й глубиной превращения сырья в легкие продукты [279]. Как видно из рис. 51, только при давлении выше 10 МПа скорость дезактивации становится незначительной. При давлении 7,5 МПа катализатор заметно дезактивируется уже после 60 суток эксплуатации. 

[c.264]

    Данные полузаводских испытаний показали, что для получения катализатора с удовлетворительной продолжительностью жизни

www.chem21.info

Продолжительность — жизнь — катализатор

Продолжительность — жизнь — катализатор

Cтраница 3

Применяемый бензол должен быть по возможности очищен от серы. При более высоком содержании тиофена уменьшается продолжительность жизни катализатора, кроме того, присутствие алкилтиофена относительно сильно снижает приемистость кумола к ТЭС; как известно, очистка бензинов от сернистых соединений также предпринимается главным образом вследствие снижения этими веществами приемистости к ТЭС.  [31]

Поскольку продукт предназначен для использования в качестве компонента авиационных топлив, желательно, чтобы бензол и пропилен, практически не содержали серы. Присутствие тиофена в бензоле также сокращает продолжительность жизни катализатора. Бензол очищается промывкой h3S04, а пропиленовая фракция подвергается щелочной обработке для удаления меркаптанов.  [33]

Применяемый бензол должен быть по возможности очищен от серы. При более высоком содержании тиофена уменьшается продолжительность жизни катализатора, кроме того, присутствие алкилтиофена относительно сильно снижает приемистость кумола к ТЭС; как известно, очистка бензинов от сернистых соединений также предпринимается главным образом вследствие снижения этими веществами приемистости к ТЭС.  [34]

Увеличение времени реакции углубляет гидрокрекинг и улучшает октановое число продуктов, мало сказываясь на содержании в них ароматич. Повышение скорости рециркуляции водорода снижает коксообразование и повышает продолжительность жизни катализатора.  [35]

По данным Морриса [60] при гидрировании сульфоленов целесообразно добавлять в растворитель небольшое количество щелочи ( 0 02 — 5 % вес. Кроме того, при гидрировании сульфоленов в щелочной среде увеличивается продолжительность жизни катализатора.  [36]

Гидрирование сульфоленов проводят в присутствии растворителей, таких как бензол, диоксан, спирты, сульфоланы и другие, к которым добавляют небольшое количество веществ, обладающих основными свойствами, например, едкого натра, калия, кадмия, а также карбонаты или бикарбонаты, алкоголяты щелочных металлов, органические амины и пр. Присутствие этих веществ позволяет вести процесс при повышенных температурах, причем значительно увеличивается

продолжительность жизни катализатора. В зависимости от условий реакции рекомендуется вводить добавки в количестве 0 02 — 5 % к весу сульфолена. В табл. 15 даны приведенные в патенте результаты некоторых опытов.  [37]

Данные, приведенные в этой таблице, показывают, что при давлении от 5 до 15 am образуются преимущественно тяжелые углеводороды, причем заметно увеличение образования парафина. Активность катализатора несколько снижается вследствие накопления парафина на его поверхности, но работа под давлением увеличивает продолжительность жизни катализатора.  [38]

Наиболее активными катализаторами являются смешанные окиси, основу которых составляют окиси цинка или меди. Сравнительно активны также некоторые препараты окиси цинка, приготовленные из минералов [ ПО ], например смитсонита, вероятно, благодаря присутствию малых количеств промоторов, например окисей магния и меди, содержащихся в этих минералах. Активность окиси цинка и продолжительность жизни катализатора можно увеличить добавкой соответствующих промоторов, которыми обычно являются высокоплавкие и трудно восстанавливаемые окислы. Эффективными промоторами для окиси цинка являются окиси хрома, железа и марганца; использовались также окиси алюминия, Тория, циркония и ванадия, но они гораздо менее эффективны. Натта [77] отметил, что некоторые из этих промоторов, например окись железа, образуют с окисью цинка твердые растворы, тогда как другие, подобно окиси хрома, не входят в решетку окиси цинка. Сама окись хрома, являющаяся плохим катализатором для этого синтеза, наиболее часто используется в качестве промотора.  [39]

Катализаторы для синтеза аммиака, применяемые в промышленности, очень чувствительны к отравлениям и более или менее чувствительны к действию высоких температур. Заметного различия между катализаторами в этом отношении не установлено, поэтому во всех методах синтеза аммиака предусматривается тщательная очистка газов, а иногда и предкатализ. Определение срока службы катализатора ( так называемая продолжительность жизни катализатора) весьма затруднительно. Практический опыт показывает, что катализаторы довольно часто удовлетворительно работают в течение 2 — 3 лет.  [40]

Сульфиды железа, полученные в процессе обессеривавши, при регенерации образуют окись железа, которая далее не реагирует с сернистыми соединениями. Катализаторы на основе окиси железа в той степени, в какой они определяют действие этих окисей как их активность при низких температурах, не способны к регенерации и имеют малое практическое значение. При более высоких температурах может происходить крекинг, в результате чего продолжительность жизни катализатора может сократиться. Лабораторные исследования авторов показали, что повышение температуры в известных пределах не сказывается на сроке жизни катализатора.  [41]

Выбор катализатора, обеспечение и поддержание заданного состава газа, объемной скорости, давления процесса не представляет больших трудностей. Все реакции, протекающие при этом процессе, сильно экзотермичны. Обеспечить отвод тепла из зоны реакции, поддерживать оптимальную температуру в катализаторном слое, при всех прочих равных условиях, является определяющим для стабильного получения целевого продукта и продолжительности жизни катализатора.  [42]

Фосфорная кислота наносится на кизельгур так, что содержание катализатора составляет 62 — 63 %, считая на PaOs. Выход этилбензола увеличивается при повышении температуры и давления. Так, при 325 и — 42 ат или при 280 и — 63 ат выход достигает 90 %, причем диэтил — и поли-этилбензолы получаются в незначительном количестве. Продолжительность жизни катализатора очень велика.  [43]

Хотя падение концентрации кислоты до 90 % не изменяет заметно состава продуктов алки-лирования изобутана пропиленом или бутиленами, тем не менее в заводских процессах концентрация кислоты поддерживается на постоянном уровне путем частичной замены отработанного катализатора свежей 96 — 100 % — ной кислотой. При применении слишком слабой кислоты основной реакцией становится скорее полимеризация олефинов, чем алкилиро-вание. Проведение процесса при слишком высокой температуре или с использованием кислоты очень высокой концентрации дает низкие выходы продукта, так как в этом случае окисление олефина сопровождается образованием двуокиси серы. Хотя продолжительность жизни катализатора растет с понижением температуры, все же в промышленных процессах не применяют температуру ниже 0, так как при этом эмульгированная смесь катализатора и углеводорода становится слишком вязкой и малоподвижной.  [44]

Два главных метода были разработаны для жидкофазных процессов: в одном из них в качестве катализатора используется раствор хлористого алюминия в треххлористой сурьме, а в другом — жидкий комплекс хлористый алюминий — углеводород. Если загрузка состоит из н-пентана, то к ней следует добавлять бензол или же проводить реакцию под давлением водорода, чтобы свести к минимуму побочные реакции, которые уменьшают выход и укорачивают продолжительность жизни катализатора.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru