ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о катализе и катализаторах из "Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ч 2" Катализ (этот термин впервые был предложен шведским химиком Берцелиусом в 1855 г.) является исключительЕЮ эффективным методом осуществления в промышленности химических превращений. Б настоящее время до 90 % всей химической продукции мира изготавливается каталитическим путем. От развития катализа в значительной степени зависит технический прогресс химической, нефтехимической, нофтеперерабатываюы ей и других отраслей промышленности. [c.79] Катализ — мкЕ010Стадийиый физико-химический процесс избирательного изменения механизма и скорости термодинамически возможных химических реакций веществом — катали за го ром, образующим с участниками реакций промежуточные химические соединения. [c.79] что катализатор не участвует в стехиометрическом уравнении реакций, не означает абсолютной неизменности его состава и свойств. Под влиянием реагентов, примесей, основных и побочных продуктов реакций, циркуляции и температуры катализатор всегда п ретерпевает физико — химические изменения. В этой связи в про — мышленных каталитических процессах предусматриваются операции замены, периодической или непрерывной регенерации катализатора. [c.80] Следующей важной особенностью катализа является специфичность действия катализатора. Нельзя рассматривап ь каталити — ческую активность как универсальное свойство катализатора. Многие катализаторы проявляют каталитическую активность в отношении одной или узкой группы реакций. Для каждой реакции целесообразно использовать свой наиболее активный и селективный ката — лизатор. [c.80] Классификация катализа и каталитических реакций. По агрегатному состоянию реагирующих веществ и катализс1Тора разли — чают гомогенный катализ, когда реагенты и катализатор находятся в одной фазе, и гетерогенный катализ, когда каталитичс ская система включает несколько фаз. В нефтепереработке гетерогенный катализ, особенно с твердым катализатором, распространен значительно больше, чем гомогенный. [c.80] По природе промежуточного химического взаимодействия реагирующих веществ и катализатора катализ принято подразделять на следующие 3 класса 1) гомолитический катализ, когда химическое взаимодействие протекает по гомолитическому механизму 2) гетеролитическнй катализ — в случае гетеролитической природы промежуточного взаимодействия 3) бифункциональный (сложный катализ, включающий оба типа химического взаимодей — ствия. [c.80] Ценность этой классификации заключается в том, что именно природа промежуточного химического взаимодействия, а не агрегатное состояние реакционной системы определяет свойства, кото — рыми должен обладать активный катализатор. Так, при гомолити — ческом катализе разрыв электронных пар в реагирующем веществе обычно требует большой затраты энергии. Для того, чтобы тепловой эффект, а следовательно, и энергия активации этой ст адии не были бы слишком большими, одновременно с разрывом электронных пар должно протекать и образование новых электронных пар с участием ь еспаренных электронов катализатора. [c.80] Каталитической активностью в отношении таких реакций обладают переходные металлы (с незаполненными d— или f — оболе чками) первой подгруппы (Си, Ад) и восьмой группы (Fe, Ni, Со, Pt, Pd) периодической системы Д.И. Менделеева, их окислы и сульфиды, их смеси (молибдаты никеля, кобальта, ванадаты, вольфрам аты, хроматы), а также карбонилы металлов и др. [c.81] Гетеролитическнй, или так называемый ионный катализ, имеет место в каталитических реакциях крекинга, изомеризации, циклизации, алкилирования, деалкилирования, полимеризации углево — доро/,,ов, дегидратации спиртов, гидратации олефинов, гидролиза и мног IX других химических и нефтехимических процессах. [c.81] В техническом катализе (например, в процессах каталитического риформинга и гидрокрекинга) нашли широкое применение бифункциональные катализаторы, состоящие из носителя кислотного типа (окись алюминия, алюмосиликаты, промотированные галоидами, цеолитом и др.) с нанесенным на него ме таллом — катализатором гомолитических реакций (Pt, Pd, Со, Ni, Mo и др.). [c.81] Гетерогенные катализаторы. Под термином гетерогенный катализатор подразумевают обычно твердый катализатор, нашедший преимущественное применение в каталитических процессах химр ческой технологии. [c.81] Активность катализатора определяется удельной скоростью да1Ной каталитической реакции, то есть количеством продукта, образующегося в единицу времени на единицу объема катализатора или реактора. [c.82] Стабильность является одним из важнейших показателей качества катализатора, характеризующая его способность сохранять свою активность во времени. От нее зависят стабильность работы установок, продолжительность их межремонтного пробега, технологическое оформление, расход катали — загора, материальные и экономические затраты, вопросы охраны окружающей среды и технико — экономические показатели процесса и др. [c.82] В процессе длительной эксплуатации катализаторы с определенной интенсивностью претерпевают физико — химические изме — нения, приводящие к снижению или потере их каталитической активности (иногда селективности), то есть катализаторы подвергаются физической и химической дезактивации. [c.82] Физическая дезактивация (спекание катализатора происхо — дит под воздействием высокой температуры (в некоторых каталитических процессах и водяного пара) и при его транспортировке и циркуляции. Этот процесс сопровождается снижением удельной ПС верхности как носителя (матрицы) катализатора, так и активного компонента (в результате рекристаллизации—коалесценции нанесенного металла с потерей дисперсности). [c.82] Н зависимости от того, восстанавливается или не восстанавливается каталитическая активность после регенерации катализатора, различают соответственно обратимую и необратимую дезактивации. Однако даже в случае обратимой дезактивации катализа — тор в конечном счете стареет и приходится выгружать его из реактора. [c.83] Вернуться к основной статье