В технич.кат-зе наиб.широкое применение находят так называемые бифункцион.кат-ры, состоящие из носителя кислотного типа (окись Al, алюмосиликаты, цианиты и др.) с нанесённым на него металлом (кат-ром гомолитич.р-ий: Co,Mo,Pt,Pd и т.д.)
Под термином гетерогенный кат-р в нефтеперер.пром-ти подразумевают обычно твёрд.кат-р, нашедший преимущ-ное использование в кат-ких процессах хим.технологии.
Гетерогенный кат-р, применяющийся в нефтеперер-ке должен удовлетворять след.требованиям:
1.Должен обладать высокой кат-кой акт-тью
2.достаточно большой селективностью в отношении целевой р-ии
3. высокой механич.прочностью (сжатие, удар, стирание)
4.достаточная стабильность св-в на протяжении всей его службыи способность к восстановлению этих св-в в процессе регенерации.
5.Простота получения, обеспечивающая воспроизводимость всех его св-в
6.оптимальная форма и геометрические размеры, обусловливающие гидродинамич. хар-ки реактора
7. экономичность
Активность кат-ра определяется уд.скоростью дан.кат-кой р-ии,т.е.количество прод-та, образующегося в ед.времени на ед.V кат-ра или реактора. В подавляющем большинстве случаев в присутствии кат-ра помимо осн.р-ии протекает ещё ряд побочных, паралл-ных или послед-ных р-ий
Гетерогенные кат-ры редко исп-ся в виде индивид.соед-й, и как прав.состоят из различных носителей и добавок, кот наз-ся модификаторами. Модификаторы вводят с целью повышения акт-ти кат-ра(промотеры), избирательности и стабильности, улучшения механич-ких и структурных св-в.
Теории гетерогенного кат-за
в настоящее время ет единой общепринятой теории катализа. Все существующие теории можно разбить на 2 группы:
1. теории, утверждающие преобладающую роль в к-зе фоз-ких и прежде всего абсорбционных св-в кат-ров.
2. теории, базирующиеся на хим. подходе к сущности катализа.
К I группе отн-ся теория точечной одноцентровой абсорбции на однородной и неоднородной пов-ти, теория многоцентровой абсорбции, теория мультиплентной абсорб.
Ко II гр.отн.теории промежуточн.хим.соед-я, электронная теория катализа, принцип энергетического соответсвия;
Рарабат-ся единая физ-хим теория гетероген.катализа.
9. Абсорбция и катализ
В гетероген.к-зе на тверд. кат-ре промежуточное хим. взаимод-е реагирующих в-в с к-тором осущ-ся лишь на доступной пов-ти кат-ра посредством абсорбции.
Удельная реакцион.пов-ть гетерогенного кат-ра определяется его пористой структурой, т.е. кол-вом,размером и хар-ом распред-я пор. Однако не всякая пов-ть тв.тела облад.каталитической активностью. На пов-ти одних в-в может протекать только физич.адсорбция, а на пов-ти др. – хемосорбция, с обр-ем более прочной хим.связи. Одни и те же соед-я могут подвергаться или физич.или химич.адсорбции в зависим-ти от природы адсорбента. Физич. и хим. ад-ция обуславливается наличием избыточ.свобод. энергии на пов-ти,жидкого или тв тела, поск. валентные связи м/у атомами и ионами на пов-ти жид.и тв тела, яв-ся некомпенсированными. Кроме того пов-ть тв тела не явл.идеально гладкой, а многочисленные выступы и углубления зависят от геометрии кристаллической решетки. Сама крист. реш. также явл. неидеальной и в ней имеются различного рода дефекты и примеси. Степень компенсированности валентных сил на различных участках тв тела различна и след-но пов-ть тв тела обладает неоднородной адсорбционной активностью.
Физ.и хим. ад-ции отлич. др. от др. по следующим признакам:
- теплота физ адс. мала и близка к теплоте конденсации газа (10-50 кДж/моль), теплота хемосорбции близка к теплотам хим.р-ий (>400кДж/моль)
- физ.адс протекает интенсивнее при низких Т; хим.адс, может протекать при любых Т
- физ.адс.протек.практически без энергии активации (Еа=0),а хемосорбция требует для своего протекания значительной энергии активации и с повышением Т её скорость увелич.согласно з-ну Аррениуса.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.