Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Гомогенный процесс катализатора

    Зная константу скорости, можно подсчитать производительность катализатора, т. е. число молекул или число молей (или любую другую величину, пропорциональную им), реагирующих в единицу времени (например, в 1 сек или в 1 мин) при стандартных концентрациях взаимодействующих веществ (например, единичных). Но даже и в том случае, если получены надежные кинетические данные и найдена производительность, остается неясным, к какому количеству катализатора относить полученное значение производительности. В гомогенных процессах катализатор дискретен до молекулярных размеров, и его активность прямо пропорциональна действующей массе. В гетерогенном катализе катализатор действует только своей поверхностью, а она далеко не однозначно связана с общей массой. Отсюда возникают два различных способа оценки активности активность на единицу массы и активность на единицу поверхности катализатора. [c.289]


    При отсутствии в данной системе посторонних веществ (катализаторов) почти единственным, наиболее эффективным фактором, служащим для повышения скорости химической реакции, в особенности при гомогенных процессах, является температура чем выше температура, тем больше активных столкновений, а следовательно, тем больше скорость химического взаимодействия веществ. [c.229]

    В упрощенном виде схема гетерогенно-гомогенных процессов на примере окисления углеводородов дана на рис. 3.1. Как следует из этой схемы, на катализаторе наряду с поверхностной реакцией 1 образования вещества 8 происходит реакция 2 генерирования радикалов в объем. Образовавшиеся радикалы с кислородом дают перекис-ные радикалы (реакция 3), превращающиеся в гидроперекиси при взаимодействии с углеводородами (реакция 4). Перекиси могут либо разрушаться на иоверхности с образованием промен<уточного продукта 8 (реакция 6) либо с кислородом давать один из конечных продуктов (реакция 7). В свою очередь продукт 3, взаимодействуя с нерекисными радикалами, может дать конечный продукт Га но реакции 8. Кроме всех этих реакций в процессе окисления может происходить генерация перекисных радикалов объемным путем. за счет реакции 5. [c.52]

    Чтобы лучше понять закономерности кинетики гетерогенно-ката-литических процессов, целесообразно рассмотреть специфические особенности катализа на поверхности раздела фаз. В гомогенном катализе катализатор выступает в молекулярной форме, в гетерогенном катализе катализатор выступает в форме совокупности большого числа молекул или атомов, образующих отдельную фазу. Так, например, в коллоидной частице платины сосредоточено 10 10 атомов, из них менее 1 % расположено на поверхности частицы. В скелетном никеле число атомов в частице радиусом 50 мкм равно 10 , из них только несколько процентов находится на поверхности раздела фаз. Следовательно, в гетерогенном катализаторе только незначительная часть атомов или молекул катализатора может непосредственно взаимодействовать с молекулами реагирующих веществ. С увеличением 5уд возрастает доля молекул или атомов, находящихся на поверхности раздела фаз, возрастает и каталитическая активность. Однако диспергирование катализатора до молекулярной степени дисперсности необязательно приведет к максимальной активности катализатора. Активность при этом может проходить через максимум и снижаться до нуля. Активные центры на поверхности катализатора могут включать несколько атомов или атомных групп. Их каталитическая активность может зависеть от атомов и молекул, находящихся во втором, третьем или п-м слоях атомов и молекул. Тогда переход к молекулярной степени дисперсности приведет к разрушению активного центра и к потере активности катализатора. В гомогенно-каталитических реакциях в растворах молекулы катализатора равномерно распределены по всему объему жидкой фазы. В гетерогенном каталитическом процессе молекулы или атомы, принимающие участие в элементарном каталитическом акте, сосредоточены в очень малом объеме, ограниченном поверхностью катализатора и толщиной слоя раствора (газа) Л, равной расстоянию, на котором начинают существенно проявляться силы притяжения между молекулами реагирующих веществ и поверхностью катализатора. Принимая /г 10 м и 5уд 100 м г"1, рассчитаем объем реакционного пространства, в котором протекает элементарный химический акт  [c.636]


    Основные положения и законы химической кинетики, а также метод переходного состояния могут быть применены при описании кинетики гетерогенно-каталитических процессов. Особенность такого описания здесь заключается в известной неопределенности в понятии катализатора и Х1 мического соединения молекулы реагирующего вещества с катализатором. Если в гомогенном катализе катализатор находится в молекулярном состоянии, которое может быть строго описано термодинамическими функциями состояния 5, АО, то [c.637]

    Классификация каталитических процессов и реакций производится по ряду признаков. По фазовому состоянию реагентов и катализатора каталитические процессы разделяют на две основные группы — гомогенные и гетерогенные. При гомогенном катализе катализаторы и реагенты находятся в одной фазе — газе или растворе, а при гетерогенном — в разных фазах. В особую-группу следует выделить микрогетерогенный, в частности ферментативный катализ, происходящий в жидкой фазе с участием коллоидных частиц в качестве катализаторов. [c.106]

    Медь, отложенная на окиси церия и двуокиси кремния, применялась [45] в реакциях расщепления, изомеризации, образования кислот, гидрогенизации и гидратации. Определенный интерес представляет сопоставление активности этого катализатора при гидрировании и гидрогенолизе различных углеводов (сахарозы, глюкозы, фруктозы и др.). Глюкоза и фруктоза начинают гидрироваться при 150°С, сахароза — при 180°С, сорбит и глицерин — выше 200 °С. В отсутствие гомогенных добавок катализатор преимущественно ведет процесс гидрирования, в присутствии таких добавок — гидрогенолиз, причем степень расщепления зависит как от природы углевода, так и от количества добавки (гидроокиси кальция). [c.46]

    Поэтому прежде чем совсем отказаться от старой технологии, было решено попытаться улучшить ее коренным образом. В результате был разработан и введен в промышленную эксплуатацию процесс, использующий тот же хлористый алюминий в качестве катализатора, но имеющий совершенно иной химизм. В этом новом, гомогенном процессе нет (или гораздо меньше) проблем, характерных для двухфазной системы. [c.272]

    При гомогенных реакциях катализатор равномерно распределен в реагирующей системе, чем обеспечивается протекание процесса В гетерогенных системах для надлежащего контакта между неподвижным твердым катализатором и паро- или газообразными реагентами необходимо, чтобы последние проходили через зону катализатора. [c.46]

    Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомогенном катализе катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами. При гетерогенном катализе катализатор—самостоятельная фаза, отделенная от реагирующей системы границей раздела, где и происходит реакция. Роль катализатора обычно сводится к участию в образовании лабильных промел<уточных соединений с исходным веществом. В процессе реакции осуществляется многократное повторение циклов, включающих поочередное связывание и регенерацию катализатора. [c.345]

    Основные положения и законы химической кинетики, а также метод переходного состояния могут быть применены при описании кинетики гетерогенно-каталитических процессов. Особенность такого описания здесь заключается в известной неопределенности в понятии катализатора и химического соединения молекулы реагирующего вещества с катализатором. Если в гомогенном катализе катализатор находится в молекулярном состоянии, которое может быть строго описано термодинамическими функциями состояния А Я, 5, ДО, то в гетерогенном катализе не всегда ясно, что принимать за молекулярную единицу катализатора. Атомы и молекулы, находящиеся на поверхности раздела фаз, не тождественны атомам и молекулам, находящимся в объеме фазы. Их термодинамические функции состояния отличны от термодинамических функций молекул объемной фазы. В настоящее время нет достаточно надежных методов определения или расчета активности Д Я, 5 и ДО молекул, находящихся на границе раздела фаз. Поэтому при выражении концентрации или активности катализатора, продуктов взаимодействия молекул субстрата с катализатором приходится прибегать к условным понятиям концентрации катализатора, выражая ее через свободную, незанятую поверхность. [c.637]

    Различают два типа каталитических процессов гомогенный катализ (катализатор и реакционная смесь находятся в одной фазе) и гетерогенный катализ (катализатор находится в виде самостоятельной фазы, и реакция протекает на поверхности или в объеме этой фазы). [c.297]

    При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе, образуют одно агрегатное состояние — жидкое или газообразное, чаще жидкое. Гомогенный катализ за последние годы стал одним из наиболее быстро развивающихся разделов химии, приобрел применение в важнейших промышленных процессах и многочисленных селективных лабораторных СИН- [c.179]


    Кроме рассмотренных гомогенных процессов окисления возможно гетерогенное протекание реакции с участием гетерогенных твердых катализаторов. Так, заполнение объема кварцевой ватой ускоряет реакцию, а покрытие стенок парафином замедляет ее. В производстве азотной кислоты окисление N0 в NO2 протекает по гомогенному закону, хотя процесс и развивается в абсорбционной колонне. Катализатором окисления может быть силикагель, на поверхности которого адсорбируются реагирующие газы. [c.57]

    Как следует из данных табл. 4.3, по выходу полимера на 1 г катализатора ( суммарного ) лучшими являются процессы на гомогенных ванадиевых катализаторах и процесс фирмы Филлипс . Однако одинаковые максимальные результаты в первом случае достигаются при меньшем времени контакта (0,5 ч). [c.136]

    Имеются также предположения [153] о согласованном механизме протекания отдельных стадий реакции полимеризации. Однако для преимущественной реализации согласованного механизма требуется, чтобы все реагенты были сосредоточены в контактном участке. 3 случае полимеризации этилена в среде растворителя полимеризуется только растворенный этилен, скорость растворения не коррелирует со скоростью согласованной реакции. Снижение во времени скорости полимеризации на металлорганических комплексных катализаторах связано с исчерпанием мономера, находящегося в растворе. Скорость полимеризации лимитируется скоростью растворения мономера. В то же время в отсутствие достаточного количества мономера ускоряется процесс гибели АЦ. Указанные выше особенности полимеризации этилена подтверждаются [192] возможностью значительного повышения активности гомогенных ванадиевых катализаторов при проведении реакции полимеризации в жидком этилене  [c.181]

    Использование кластерных соед. в качестве катализаторов-важное направление в исследованиях по катализу. К. переходных металлов занимают промежут. положение между гетерогенными и гомогенными (металлокомплексными) катализаторами, сохраняя преимущества тех и других. Разработаны методы закрепления кластерных соед. на пов-сти носителей, в результате чего получен новый тип гетерог. катализаторов - кластерных, перспективных для процессов, в к-рых требуется участие в каталитич. акте нескольких (в т. ч. разных) атомов металлов. Реализованы процессы каталитич. гидрирования н окисления на кластерных палладиевых катализаторах. [c.403]

    Уменьшение размеров коллоидных частиц до молекул приближает микрогетерогенные коллоидные растворы с максимально развитой поверхностью к истинным, т. е. их можно считать гомогенной системой, тогда как суспензии (например, глина, взмученная в воде, известковое молоко и др.) и эмульсии (например, мельчайшие капли масла в воде) относятся уже к гетерогенным системам. В гомогенных системах реакции, как правило, проходят гораздо быстрее, чем в гетерогенных. Даже при тщательном перемешивании двух несмешивающихся жидкостей число столкновений молекул взаимодействующих веществ несравнимо меньше, чем в гомогенных системах. Осуществление и управление гомогенными процессами значительно облегчается. Поэтому многие промышленные процессы включают в качестве этапа гомогенный химический процесс (реакцию) в газовой или жидкой фазе. За последние годы созданы новые технологические процессы с высокоэффективными гомогенными катализаторами, которые обеспечивают сильное ускорение химических реакций. [c.134]

    При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе — газе или растворе. При гетерогенном катализе реагент и катализатор находятся в разных фазах. Микрогетерогенный катализ происходит в жидкой фазе с участием коллоидных частиц в качестве катализаторов. При ферментативном катализе, который происходит в растительных и животных клетках, катализаторами служат коллоид-но-растворенные белковые частицы — ферменты, ускоряющие сложные органические процессы живой природы. Если в присутствии катализатора реакции ускоряются, то это явление называют [c.214]

    Влияние температуры, давления и перемешивания на скорость гомогенно-каталитических реакций аналогично обшим кинетическим закономерностям гомогенных процессов. Основным недостатком гомогенного катализа является трудность выделения катализатора из конечной продукционной смеси (жидкости или газа), в результате чего часть катализатора теряется безвозвратно, а продукт загрязняется им. При гетерогенном катализе газовая или жидкая реакционная смесь легко отделяется от твердого катализатора. [c.224]

    Вопросы, рассматриваемые в этой главе, излагаются более подробно и на более высоком уровне в книге Петерсена Анализ химических реакций (см. библиографию, стр. 147). Здесь мы сможем только обсудить простейшие случаи и указать их связь с обш,ей проблемой анализа химических реакторов. В предыдущих главах для описания процесса мы нсио.тхьзовали функцию г (I, Т), которая определяет скорость-реакции в единице объема реактора. Применение этой функции, безусловно, оправдано в случае гомогенного процесса. Однако было бы желательно сохранить тот же способ описания и при расчете гетерогенных процессов, таких, как каталитические газофазные реакции в неподвижном слое таблетированного катализатора. В разделе VI. обсуждаются связанные с этим вопросом трудности и ограничения. Многих затруднений можно избежать, введя понятие об определяющей стадии (раздел VI.2). В последующих разделах будут исследованы некоторые характеристики процессов адсорбции (раздел VI. 2), внешней массопередачн (раздел VI.3) и внутренней диффузии (раздел VI.4). Затем мы постараемся обобщить эти явления (раздел VI.5) и вкратце остановимся на некоторых эффектах, связанных с конечной скоростью теплопередачи (раздел VI.6). Структура главы показана на рис. VI. . [c.119]

    Обе реакции — синтез метилбутанднола и его дегидратация проходят в мягких условиях в жидкой фазе (температура 60— 120 °С, давление 0,6—1,5 МПа) с использованием гомогенного кислотного катализатора, который рециркулирует в процессе. Этот процесс по сравнению с получением изопрена через диме-тилдиоксан, характеризуется меньшим расходом сырья, позволяет упростить аппаратурное оформление, устранить сложную [c.175]

    Остановимся на особенностях применяемого катализатора. Несмотря на то что катализатор твераый, кинетику процесса можно выразить через концентрации газообразных реагентов (парциальные давления), а не как функцию поверхности катализатора, на которой адсорбируются реагенты и продукты реакции (как в случае классического гетерогенного катализа, например, р реакции Фишера — Тропша). Другими словами, оксосинтез можно рассматривать как своего рода гомогенный процесс. Это объясняется тем, что роль катализатора играют группы карбонила кобальта, образующиеся в ходе реакции, растворимые в органических соединениях. [c.218]

    Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

    В настоящее время имеется значительное количество монографий и учебных пособий, посвященных физико-химическим основам расчета химических реакторов и их математическому моделированию. Однако вопросы расчета реакторов для жидкофазных процессов освещены в них или очень кратко или вовсе не затронуты. В первую очередь это относится к гетерогенным реакторам для проведения реакци в двухфазных системах жидкость — жидкость или жидкость — газ, а также в трехфазных системах газ жидкость — твердый катализатор. Между тем расчет подобных реакторов весьма специфичен и в большинстве случаев существенно отличается от расчета апнаратов для проведения гомогенных процессов. [c.3]

    На крупных установках катализатор готовят взаимодействием лорощка алюминия с хлоридом алюминия или этилхЛО-ридом. Для приготовления катализаторного комплекса постоянного состава примейяют специальную емкость с мешалкой,, откуда катализатор перекачивают в реактор здесь он растворяется в бензоле, образуя при перемешивании гомогенную систему. Гомогенный процесс можно легко приспособить для переработки неконцентрированного этилена. В этом случае при той же технологии следует повысить давление процесса. [c.237]

    На Оренбургском ГПЗ прошел испытания и планируется к внедрению процесс Мерокс для очистки широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и доочистки природного газа от меркаптанов после установки аминовой очистки [2]. Процесс доочистки природного газа от меркаптанов проводили 10 %-ным раствором щелочи, содержащим 0,1 % гомогенного растворенного катализатора полифталоцианина кобальта (ПФЦК). Содержание меркаптанов в сырьевом газе составляло 300-400 мг/м , сероводорода до 5,7 мг/м , диоксида углерода 0,001-0,008 %. Условия абсорбции температура 20-30 °С, давление в абсорбере 5,7-5,8 МПа, соотношение жидкость (л) газ (м ) равно 1 1. [c.39]

    Циклооктадиен-1,5 и циклододекатриен-1,5,9 представляют собой соответственно продукты ди- и тримеризации бутадиена. Хотя оба зти соединения получают в промьпиленных масштабах полимеризацией бутадиена /9/, специфические катализаторы этого процесса нам не известны. Приводимые ниже данные представляют определенный интерес, поскольку процесс протекает в присутствии гомогенных никелевых катализаторов, в которых используется "чистьй никель". [c.126]

    Катализаторами для гомогенных процессов являются газы (НС1, NH3, BF3, окислы азота) или жидкие вещества (минеральные кислоты, SOg lg, органические основания и т. д.). Их берут в готовом виде и вводят в реагирующую систему в определенных количествах. [c.49]

    Катализатор может находиться в одной фазе с субстратами иапример, все они могут находиться в растворе. В этом случае говорят о гомогенном катализе. Рассмотренный гидролиз этилового эфира аминоуксусной кислоты в присутствии солей меди— пример гомогенного катализа. Катализатор может образовать отдельную фазу (как правило, твердую). Тогда комплексы с субстратом образуются на поверхности раздела фаз, такой катализ называется гетерогенным. Примером гетерогенного катализа является любая реакция гидрирования органических соединений в присутствии переходного металла (например, палладия), который образует отдельную фазу. Гетерогенный катализ широко используется в промышленности. Его достоинство — отсутствие необходимости отделять продукты от катализатора после окончания процесса. [c.395]

    Объем реактора для процесса при заданной производительности определяется активностью катализатора, режимом проведения процесса, выбранной конструкцией реактора и возможностями теплосъема. Чем активнее катализатор, тем меньщее время контакта требуется для обеспечения заданного выхода полимера на единицу массы катализатора. Так, гомогенные ванадиевые катализаторы при проведении полимеризации в суспензионном режиме и катализаторы типа используемых фирмой- DSM (Голландия) в растворном режиме обеспечивают возможность работы при наименьшем времени контакта (15—30 мин, давление около 4 М,Па). Гетерогенные каг тализаторы на носителях, применяемые при суспензионной или газофазной полимеризации этилена, требуют более длительного времени контакта (1—2 ч и более при давлении 1,5 МПа). Такое увеличение времени контакта требует соответствующего увеличения объема реактора. [c.135]

    Высокопрочный ПЭНД, суспензнон-ный процесс, гомогенный катализатор на основе соединений ванадия ПЭНД, суспензионный процесс, катализатор на основе соединений титана на носителе Высокомолекулярный ПЭНД, суспензионный процесс, катализатор на основе Ti U ПЭНД, газофазный процесс, катализатор на основе хроморганических соединений на силикатных носителях [c.203]

    При гомогенном катализе катализатор и реагирующие в-ва находятся в одной фазе в молекулярно-дисперсном состоянии. При гетерогенном катализе катализатор образует самостоят. фазу, отделенную границей раздела от фазы, в к-рой находятся реагирующие в-ва. Выделяют таюке гетерогеиио-гомогенный К., при к-ром р-ция начинается иа пов-сти твердого катализатора, а затем продолжается в объеме. Межфазным катализом принято называть К. на границе двух несмешивающихся жидкостей при этом роль катализатора состоит в переносе реагентов между фазами. Промежут. положение между гомогенным и гетерогенным К. занимает микрогетерогенный К. коллоидными частицами в жидкой фазе. Ускорение р-ций в присут. мицелл ПАВ наз. мицеллярным катализом. Исключительную роль в процессах в живых организмах играет ферментативный катализ, обусловленный действием ферментов. [c.335]

    Весьма важным разделом Ф.х., тесно связанным с хим. кинетикой, является учение о катализе, т. е. об изменении скорости и направления хим. р-ции при воздействии в-в (катализаторов), участвующих в р-ции, но остающихся химически неизменными после каждого цикла превращений и поэтому не входящих в состав конечных продуктов. При гомогенном катализе катализатор и реагирующие в-ва находятся в одной фазе в мол.-дисперсном состоянии, товда как при гетерогенном катализе катализатор образует самостоят. фазу, отделенную границей раздела от фазы, вк-мй находятся реагирующие в-ва. Наличие границы раздела фаз в гетерогенном кягализе означает его зависимость сгг физ. состояния пов-сти катализатора и его изменений в ходе р-ции. В качестве самостоят. типа рассматривают микрогетерогенный катализ, напр, ферментативный катализ и мембранный катализ, играющие особенно важную роль в биол. процессах. Быстро развивается металлокомплексный катализ, характеризующийся весьма высокой селективностью и мягкими условиями осуществления р-ций. [c.94]

    Аналогичным способом получают поливинилформаль, поливи нилэтилаль. Синтез поливинилформаля (ПВФ) в промышленных условиях осуществляют также полимеризацией ВА в водном растворе уксусной кислоты с последующим ацеталированием ПВА формальдегидом (формалином) в той же среде (одностадийный гомогенный процесс) [126]. Степень полимеризации ПВА регулируют добавлением ацетальдегида, в качестве катализаторов гидролиза и ацеталирования полимера применяют минеральные кислоты. ПВФ осаждается из раствора водой, стабилизируется кальцинированной содой. Эффективными стабилизаторами ПВФ являются триэтаноламин, пирогаллол, мочевина, тиомочевина и др. . . [c.136]


Смотреть страницы где упоминается термин Гомогенный процесс катализатора: [c.308]    [c.205]    [c.43]    [c.336]    [c.27]    [c.278]    [c.19]    [c.310]    [c.119]    [c.23]    [c.185]    [c.1314]    [c.2181]    [c.136]   
Основы химической технологии (1986) -- [ c.61 , c.63 , c.64 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

С т а д н и к, Исследование гетерогенных и гетерогенно-гомогенных каталитических процессов методом плоского катализатора и закалки



© 2024 chem21.info Реклама на сайте