Для процессов гидро-дегидрогенизации, таких как гидрирование ненасыщенных соединений, гидрообессеривание нефтепродуктов, дегидрирование парафинов в олефины, ароматизации катализатор должен обладать способность к активации водорода. Обычно в качестве катализаторов таких процессов используют металлы VIII группы их оксиды и сульфиды
В другом важном классе окислительных процессов обычно используют катализаторы – оксиды переходных металлов, например, оксиды ванадия, меди, хрома, молибдена, марганца и др .
63. Гетерогенный катализ. Активный центр, носитель, промотор.
В гетерогенном катализе твердые кат-оры отличаются рядом особенностей, главным образом - высокая механическая и термическая стабильность твердых кат-ров. Обычно твердым кат-рам может быть придана любая форма (сферы, таблетки, полые цилиндры, кольца, блоки и т.п.), они легко размещаются в традиционных промышленных аппаратах; твердые кат-ры легко отделяются от реакционной смеси. Поэтому практически во всех непрерывных промышленных процессах нефтепереработки, нефтехимии и основного химического синтеза используются твердые катализаторы.
Твердые кат-ры имеют определенный физические свойства, основными из которых являются удельная поверхность (м2/г), объем (мл/г) и структура пор, плотность (истинная и насыпная). Высокая удельная поверхность катализаторов (обычно от 10 до сотен м2/г) достигается за счет развитой системы пор, размером 1-10 нм (микропоры) и 100-1000 нм (макропоры).
Различают катализаторы массивные и нанесенные на носитель. Носители-в-ва с высокоразв.пов-стью (уголь, силикагель, пемза,стекло). Он может в небольших пределах изменять акт-ть кат- ра,проявляя опред.промотир.эф-кт. Устойчивость адсорбированного кат-ра к темп-ре и отравл. ядам повышается. Чтобы актив.кат-р его прогревают,но это мож.привести к спеканию. Носитель препятсв.спеканию,благодаря этому можно повыш.темп-ру проведения пр-са.
В качестве носителей обычно используют химически инертные, тугоплавкие оксиды с развитой поверхностью, например, активный углерод, диоксид кремния, оксид алюминия, алюмосиликаты, оксиды магния, цинка.
Промотор - вещ-во кот. само по себе каталитич. недеят., но вызывает повышение эфф-ти пр-са. Эф-сть зав.от кол-ва: наблюд.максимумы акт-ти при опред-ом составе смеш. кат-ра. Явл-ие промотир.на практ.повыш.акт-сть, срок действ. и избират. кат-ра. Метал.кат-р работает своей пов-стью (малая доля всей массы кат-ра). Поэтому примен.адсорбц.кат-ры (наносят тонкий слой акт.в-ва на недеят.носитель.)
62.Кинетика гомогенных каталитических реакций.
Кинетика многих реакций такого типа описывается в рамках модели:
k1 k2
Ф + S « Ф-S ® Ф + П
k-1
которой соответствует уравнение
r = rmax[S]/(KM+ [S])
где rmax – максимальная скорость реакции, когда все молекулы Ф связаны с субстратом и KM = (k2 + k-1)/k1 - константа Михаэлиса, а К1 представляет собой меру сродства субстрата к ферменту. Уравнение (6.11) линеаризуется в координатах 1/r = 1/[S]; угол наклона прямой в этих координатах равен KM/rmax, а отрезок на оси ординат равен 1/rmax.
Если величина KM>> [S], то r = k2K1 [S] [Ф0].
66. Роль диффузии (законы Фика), пористой структуры кат-ра и адсорбции в гетерогенном катализе.
В случае быстрой реакции на поверхности катализатора суммарная скорость процесса может быть ограничена скоростью диффузионного подвода из ядра потока к внешней поверхности катализатора. Скорость диффузии вещества в стационарном состоянии определяется уравнением Фика:
J = β∆C, где β=D/δ ; δ – толщина приведенной пленки и ∆C градиент (разность) концентраций между ядром потока и вблизи поверхности. Коэффициент массопередачи β является функцией от размера частиц, коэффициента диффузии, скорости потока и вязкости среды.
Далее более подробно рассмотрим процесс диффузии в порах и реакцию n-го порядка, протекающую внутри поры. Поверхность считается плоской, и диффузия идет только по нормали (x) от поверхности внутрь пористой массы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.