ВВЕДЕНИЕ В КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Синтетические цеолиты (молекулярные сита) в последние годы все более широко применяются в самых различных отраслях народного хозяйства. Наиболее крупгым потребителем синтетических цеолитов являются нефтехимические производства и нефтепереработка. Выделение парафиновых углеводородов нормального строения из бензикоЕых и керосиновых фракций, осушка и очистка циркуляционных газов в каталитических процессах, обессеривание газообразных и жидких углеводородов, тонкая осушка и очистка мономеров, растворителей, масел и топлив, выделение этилена и пропилена из газов нефтепереработки, извлечение ароматических углеводородов, извлечение олефиновых и диеновых углеводородов, очистка и концентрирование водорода, депарафинизация масел, тонкая осушка резиновых смесей и введение в них ускорителей процесса вулканизации, приготовление высокоактивных катализаторов изомеризации, алкилирования, полимеризации, крекинга и риформинга — таков примерный перечень осуществленных и перспективных процессов с применением цеолитов в нефтехимии и нефтепереработке. [c.32]

Катализ широко распространен в природе. Сам термин впервые был введен еще в XIV в. С глубокой древности, задолго до создания научных основ химии, человек широко использовал различные каталитические процессы, протекающие с участием биологических катализаторов — ферментов, В качестве примера можно назвать такие процессы, как приготовление алкогольных напитков, сыроварение, выделка кож, хлебопечение и многие другие. [c.158]

Много работ было посвящено теоретическому объяснению каталитического действия твердого тела. С именем Фарадея связаны первые представления о связи каталитических явлений с адсорбцией. Стоявший на идеалистических позициях Берцелиус пытался объяснить каталитический процесс с помощью введенного им представления о так называемой каталитической силе. Либих видел причины каталитических превращений в механическом воздействии твердого тела на молекулы реагирующих веществ. [c.294]

Далеко не полный перечень упомянутых неоднородностей вносит значительные осложнения в однозначное истолкование механизмов адсорбционных и каталитических процессов. Обычно эти осложнения учитываются введением функций распределения участков поверхности по соответствуюш пм характеристикам (теп-лотам адсорбции, тепловым эффектам химических поверхностных реакций, энергиям активации хемосорбции и катализа). Иногда эффекты, воспринимаемые как следствие неоднородностей в кинетике и статике адсорбции и в кинетике каталитических реакций, объясняются как результат некоторого отталкивательного взаимодействия между адсорбированными молекулами [141. Однако до сих пор не выяснен вопрос о реальности и природе постулируемых сил отталкивания. Возникает проблема идентификации природы неоднородностей, разработки приемов их распознавания, позволяющих отличать географические неоднородности от влияния сил отталкивательного взаимодействия. [c.12]

Уровень требований к расчету и проектированию промышленного оборудования для осуществления контактно-каталитических процессов, интенсивное развитие вычислительной техники и расширение областей ее применения оказывают существенное влияние на задачи математического моделирования гетерогенно-каталитических процессов они становятся намного сложнее, а их решение требует введения новых понятий, методов и средств реализации. Изменяется и сам подход к решению задач математического моделирования. Если до недавнего времени исследователь ставил задачу, исходя из физической сущности каталитического процесса, а затем представлял ее решение математику-вычислителю, то теперь традиционное разделение труда исследователя-химика и математика-вычислителя меняет свой характер, приобретая качественно новые формы. Последнее связано с тем, что построение расчетной модели гетерогенно-каталитического процесса настолько тесно переплетается с разработкой вычислительного алгоритма, что отделить эти стадии друг от друга зачастую невозможно. Для математического моделирования в настоящее время характерна машинно-ориентированная формализация и автоматизация как самой постановки задачи, так и всех процедур, связанных с ее реализацией на ЭВМ. [c.219]

Вслед за первыми простейшими моделями, отражавшими лишь факт наличия пузырей и плотной фазы, а также обмен между ними, развитие моделей пошло по пути включения в математическое описание все более детальных механизмов переноса, введения новых параметров. Существенность того или иного параметра в модели зависит от цели, в нашем случае — от того, насколько сильно влияет этот параметр на протекание сложной реакции в слое. Поэтому обратимся к анализу типичных каталитических процессов в кипящем слое и на его основе сформулируем требования к ( ганизации процесса в кипящем слое. [c.45]

Для грубой, но более простой оценки снижения движущей силы каталитического процесса в кипящем слое за счет второго фактора — неравномерности распределения концентрации в слое — можно использовать введенную нами в разделе П.З характеристику этой неоднородности 6 , т. е. относительную пульсацию объемной концентрации твердой фазы сг (или порозности слоя е = 1 — а). Для идеально однородного слоя константа скорости реакции первого порядка К пропорциональна объемной концентрации твердой фазы о, а в неоднородном относительная пульсация значения К от его среднего значения К просто равна тому же самому значению O. [c.180]

Размеры и объем пор регулируются условиями карбонизации (продолжительностью и температурой). Введение каталитических добавок в ГЦ-волокна влияет на формирование пористой структуры [9-146]. Микропоры (менее 2 нм) и мезопоры (2-50 нм) наиболее заметно формируются при активации (преимущественно при 700 С) УВ, полученных при 600-900 С [9-147], и непосредственно в процессе карбонизации при этих температурах. [c.626]

Отсюда вытекает возможность регулирования каталитического процесса на поверхности введением добавок и изменением условий реакции. Эти же положения позволяют объяснить возможный механизм действия вводимых добавок. [c.165]

Оксидно-металлические катализаторы эффективны прн полимеризации с2-олефинов и диеновых углеводородов. Наиболее распространенным и изученным катализатором такого типа является оксид хрома, нанесенный на поверхность какого-либо носителя (силикагель, алюмосиликат, оксид алюминия и др.). В основе каталитического действия оксида хрома лежит способность хрома изменять свою валентность. Активными центрами при полимеризации па оксидно-хромовых катализаторах являются ионы Сг ", находящиеся на поверхности. Полимеризация в этом случае идет без индукционного периода, поэтому используют катализатор, активированный в вакууме, который содержит Сг +. При введении мономера процесс полимеризации [c.145]

В некоторых каталитических процессах промежуточное охлаждение можно производить дополнительным введением одного из реагентов между стадиями контактирования. Таким реагентом может быть холодный газ, например азото-водородная смесь в синтезе аммиака, воздух — в реакциях окисления, водяной пар — в реакциях гидратации и конверсии углеводородов с водяным паром. [c.242]

Таким образом, при окислении хитозана хлоритом натрия (pH = 1 4.5) могут одновременно идти следующие процессы окисление хитозана по С(6) атому углерода, образование ковалентной связи между атомом азота аминогруппы и углеродом карбоксильной группы хитозана (сшивка), окислительная деструкция хитозана. Необходимо отметить, что введение каталитических количеств нитроксильных радикалов в реакцию окисления не приводит к заметным изменениям в ИК-спектре окисленного образца [c.508]

Скорость каталитического процесса может быть изменена введением ингибиторов I — веществ, образующих с частицей катализатора Е неактивный комплекс Е1 [c.172]

Введение соединений в процессе синтеза (кристаллизации) цеолита [161]. Метод используют в тех случаях, когда введение каталитической добавки в готовые кристаллы цеолита невозможно. Так, ввести Р1 методом ионного обмена в цеолит СаА с размером окон 0,5 нм практически невозможно, поскольку доступные соединения Р1 имеют низкие значения pH и могут разрушить структуру цеолита, а катионы нейтральных аминокомплексов Р имеют размеры больше 0,5 нм. В этом случае пригоден способ введения каталитически активного компонента на стадии синтеза (кристаллизации) цеолита. Например, на стадии кристаллизации цеолита NaA из раствора, содержащего комплексы Р1, идет захват последних в полости кристаллов. Захваченные катионы прочно Задерживаются в порах цеолита и не извлекаются в процессе обмена Na на Са +. Таким образом получают высокоселективный катализатор гидрирования олефинов. [c.174]

Вместе с тем, по мнению авторов, становится все более очевидной необходимость введения курса биохимии в систему химического образования. Это важно как с чисто прагматической точки зрения, так и для формирования более цельного мировоззрения специалистов-химиков. Направленный синтез биологических веществ — лекарственных препаратов, гербицидов для борьбы с сорняками в сельском хозяйстве, инсектицидов для истребления вредных насекомых, развитие методов анализа, имеющих диагностическую значимость, изучение природы воздействия токсических веществ на человека и другие живые организмы — все это и многое другое требует понимания механизма взаимодействия химических веществ с биологическими системами. Без этого химические исследования имеют в основном эмпирический характер. В то же время биохимические процессы все в большей мере начинают использоваться для осуществления химических превращений вне живых организмов, и знание возможностей биохимии существенно обогащает арсенал подходов, с помощью которых химик может решать стоящие перед ним проблемы. Особенно существенно для химика знание основ биологического катализа как наиболее совершенного класса каталитических процессов, принципы которого могут открыть новую страницу в развитии науки о катализе в целом. Широко обсуждается и в ряде случаев уже реализуется использование сложных биохимических структур в качестве биосенсоров для аналитических целей и в перспективе для развития принципиально новой базы для электроники. [c.8]

Процессы, связанные с образованием крекинг-остатков, — это наиболее распространенный тип крекинга он может проводиться любым методом. Некаталитический, смешаннофазный процесс с повторным крекингом является наиболее важным методом промышленного крекинга. Раздельный крекинг в комбинированных установках как современное видоизменение этого процесса широко распространен на больших нефтеперерабатывающих заводах. Хорошие результаты были получены при введении каталитического крекинга в этот процесс. [c.166]

Соединения, содержащие металлоидные добавки, легко восстанавливаются углеводородами, содержащимися в реакционной смеси, п по мере течения каталитического процесса концентрация добавок в контактах уменьшается. Убыль добавки в катализаторе легко возместить введением в реакционную смесь небольших количеств летучих органических веществ, содержащих металлоиды. Такой метод позволяет легко регулировать селективность. Если концентрация добавок в катализаторе возрастает и начинается отравление, то, выключив подачу примеси, можно довести содержание ее до оптимальной в результате реакции восстановления углеводородом. Такой процесс модифицирования может быть автоматизирован и, следовательно, использован в технологии получения мономеров окислением углеводородов. [c.234]

Более сложен процесс диспергирования металла на поверхности носителя. Для увеличения поверхности металла и сохранения мелких частиц во время каталитического процесса применяют специальные приемы, например введение добавок, препятствующих агрегированию частиц [79]. [c.31]

В некоторых каталитических процессах промежуточное охлаждение возможно производить дополнительным введением одного из реагентов между стадиями контактирования. Таким реагентом может быть холодный газ, воздух, водяной пар. Примером может служить каталитическая конверсия полуводяного [c.186]

Гомогенные каталитические процессы имеют ряд преимуществ перед традиционными гетерогенными высокую общую активность и низкие температуры и, как следствие, высокую селективность и др. Однако они имеют и ряд существенных недостатков. Прежде всего, как правило, они не технологичны. Это объясняется тем, что осуществление таких процессов требует введения в технологический процесс сложной стадии отделения катализатора от реагентов и продуктов, что увеличивает трудоемкость, металлоемкость и затрудняет создание непрерывного процесса. Большие трудности возникают при регенерации, например, металлокомплексных катализаторов, тогда как регенерация традиционных гетерогенных катализаторов обычно сводится к выжиганию смолообразных продуктов в токе воздуха. Кроме того, гомогенные металлокомплексные катализаторы не могут быть применены для реакций, которые по требованиям термодинамики должны проводиться при высоких температурах. Верхняя температурная граница применения гомогенных катализаторов определяется прежде всего температурой кипения растворителей и температурой разрушения комплексов. [c.105]

В заключение рассмотрим поведение второго компонента реакции гидрирования — органического вещества. Электрохимический метод исследования позволяет одновременно выяснить роль адсорбции молекул органического вещества в каталитическом процессе, в частности решить. вопрос может ли адсорбция органического вещества быть л имитирую-щей стадией процесса. Рассмотрим это на прил ере изучения адсорбционной способности и скорости адсорбции масляного альдегида. Последнее основано на том, что при введении органического вещества на полностью дегазированную поверхность наблюдается изменение потенциала. Электрохимическая дегазация поверхности достигается путем анодной поляризации электрода-катализатора до потенциала 0,6 4-0,6 в (достигается вакуум примерно 10 °аг). [c.10]

Химическая промышленность до сравнительно недавнего времени в основном базировалась на методах классической химии каталитические процессы были немногочисленны, а в органическом синтезе ограничивались почти исключительно введением гомогенных катализаторов, кислот или щелочей. В результате увеличения производства синтетических продуктов значительно возросло число каталитических, и в частности гетерогенно-каталитических (контактных), процессов. В ряде отраслей промышленности органического синтеза гетерогеннокаталитические процессы, как технологически наиболее прогрессивные, стали преобладающими. В настоящее время до 90% вводимых многотоннажных химических процессов являются каталитическими, большей частью гетерогенно-каталитическими. [c.5]

Как показали Н. П. Кейер, С. 3. Рогинский и И. С. Сазонова [1160], введение акцепторных добавок (окиси лития) в р-полупроводник — закись никеля приводило к увеличению электропроводности и уменьшению скорости реакции окисления окиси углерода. При этом, однако, изменение адсорбции компонентов реакции оказалось противоположным ожидаемому [159], что было обусловлено тем, что уровень Ферми не снижался, а повышался [637]. Это показывает справедливость вывода, сделанного в работе [252], о том, что не изменения электропроводности, а изменения работы выхода электрона должны быть критерием изменений электродных свойств полупроводников и характера электронных переходов в адсорбционных и каталитических процессах. Последнее показывает также необходимость осторожного подхода к трактовке кинетики и механизма реакций с помощью электронных представлений. [c.272]

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]

Разработанные и внедренные в ряде стран процессы гидрирования масляных дистиллятов и деасфальтизатов дают возможность в одном каталитическом процессе достичь результатов, получаемых сочетанием глубокой селективной очистки и гидроочистки. Процесс обычно осуществляют под давлением 15— 30 МПа, при температуре 340—420°С, скорости подачи сырья 0,5—1,5 ч и объемном отнощении водородсодержащего газа к сырью 500— 1500. В качестве катализаторов можно применять катализаторы гидроочистки или более активные — сульфидновольфрамовый, ни-кельвольфрамовый на окисноалюминиевом носителе (алюмони-кельвольфрамовый) и др. Для повышения активности применяют промотирующие добавки, придающие катализатору кислотные свойства, — двуокись кремния, галоиды. Введение такой добавки способствует более интенсивному гидрированию азотсодержащих соединений и конденсированных ароматических углеводородов. Благодаря применению высокого давления и активных катализаторов реакции гидрирования протекают весьма глубоко — практически все компоненты, удаляемые при селективной очистке в виде экстракта, превращаются в целевые продукты. Гидрированием под высоким давлением в промышленном масштабе производят базовые высококачественные масла различного назначения индустриальные, турбинные, моторные, гидравлические, веретенные. В зависимости от вида сырья выход масел с одинаковым индексом вязкости при гидрировании равен или несколько выше, чем при селективной очистке. Вырабатываемые масла по эксплуатационным свойствам превосходят масла селективной очистки, особенно по стабильности и, следовательно, по сроку службы. [c.308]

Противоположное влияние повы иенпя температуры на равновесие эндотермического и экзотермического процессов, с одной стороны, и, как правило, благоприятное влияние повышения температуры н,з скорость процесса — с другой, приводят к выводу, что в первом случае оптимальным будет высокотемпературный режим. Во втором же случае надо взвесить эффектнвнссть противоположных влияний однако часто введение активного катализатора позволяет без ущерба для скорости перейти на низкотемпературный режим примером могут служить экзотермические каталитические процессы (X) (рис. 35) и (XI). [c.90]

Да Одиако при определений этого потенциала нельзя безого ворочно полагаться на вольтамперные кривые Так, например, хотя процесс электровосстановления органических галогенпро-изводных на ртутном электроде протекает с низкой скоростью, введение в раствор хлорбензола приводит к неограниченному росту тока, отвечающего образованию анион-радикала фснан-трена [83]. Очевидно, что наблюдаемое явление связано с неким каталитическим процессом, обусловленным гомогенным переносом электрона от анион-радикала фенантрена (уравнения 6.19— 6.23). Каталитический характер этому процессу придает наличие стадий регенерирования углеводорода (см. уравнения 6 20, 6.22). [c.256]

Система микрореактор - масс-спектрометр, реализуемая в сп тических и динамических режимах, позволяет объединить адсорбци-онно-десорбциоипые процессы с масс-спектрометрией [39]. Способ введения образца в масс-спектрометр через микрореактор, работающий в динамическом режиме, открывает перспективы для изучения неравновесных каталитических процессов благодаря возможности идентификации промежугочных продуктов реакции. [c.143]

Сочетание реакции достройки низших алюминийорганических соединений до высших с помощью этилена и последующего замещения с отщеплением олефинов открыло возможность получения а-олефинов с прямой цепью без применения органически связанного алюминия [4—6]. При этом число введенных в фазе достройки олефиновых групп определяет среднюю величину молекулярного веса конечного продукта. С каталитическим процессом такого типа авторы столкнулись еще лет 10 тому назад, в самом начале работы с алюмииийорганическими соединениями [7, 8]. Желание разработать на основе этих первых лабораторных экспериментов рациональный и целенаправленный способ получения а-олефинов с заведомо известной величиной молекулярного веса явилось стимулом для дальнейших работ. [c.216]

Приблизительно в это же время Р. Брдичка и К. Визнер [42] неоднократно наблюдавшееся появление дополнительного тока при восстановлении гемоглобина или гематина в присутствии кислорода воздуха (дающего на электроде перекись водорода) также объяснили протеканием каталитического процесса. Еще в 1937 г. Р. Брдичка и К. Тропи [86] наблюдали, что при поляро-графировапии перекиси водорода введение в раствор гемоглобина смещает волну восстановления HaOj к положительным потенциалам. При малых концентрациях гематина перед волной восстановления перекиси водорода появлялась новая волна, высота которой повышалась с ростом концентрации гематина и снижением pH раствора при этом сумма высот новой волны и оставшейся [c.21]

Подобно перекиси водорода, в качестве доноров — восстанавливающихся веществ — в каталитических процессах на ртутном электроде могут выступать и другие окислители. Так, предельный ток восстановления W(VI) — W(V) резко повышается (почти в 100 раз ) при введении в раствор H IO4 с примесью НС1 [97]. Возникновение каталитического тока в этом случае обусловлено регенерацией W(VI) из продукта электродной реакции — W(V)— путем его окисления Ь растворе надхлорной кислотой. В присутствии растворенного кислорода каталитическое действие W(VI) резко снижается [98]. [c.24]

Степанов, Марголис и Рогинский [284] исследовали подвижность ионов хлора, йода и серы, введенных в серебряный катализатор изотопными методами во время каталитического процесса. На поверхности серебра протекает реакция восстановления этих ионов под влиянием газовой среды ( этилен, водород и др.) с образованием, нанрпмер, в случае хлора хлористого водорода и уменьшением [c.187]

Таким образом, установлено, что в условиях каталитического процесса окисления эти.пена в окись этилена концентрация металлоидной добавки, введенной в серебро для повышения избирательности процесса окисления, иостепенно уменьшается вследствие реакции восстановления добавки реакционными газами. Увеличение концентрации этилена в исходной смеси и повышение температуры процесса приводят к значительному увеличению скорости восстановления метал,поида, а следовательно, к более быстрому падению селективности процесса. Во время катализа для пополнения убыли концентрации галоида в серебре необходимо вводить добавку. Наиболее удобно вводить летучие органические металлоидные соединения в реакционную смесь. [c.216]

Несколько сложнее оформляется теплообмен смешением при парофазных каталитических процессах, для которых ввод жидких агентов в зону реакции обычно недопустим. Это обусловливается тем, что попадание капель неиспаренных продуктов на разогретую поверхность контактов может приводить к быстрой дезактивации катализатора. Смешение охлаждаемых продуктов реакции с жидким теплоагентом необходимо производить в специальных устройствах, обеспечивающих полное его испарение. При применении газообразных теплоносителей непосредственная подача их на катализатор допустима, но все же нежелательна, так как такой способ не гарантирует быстрого выравнивания температур и концентраций смешиваемых продуктов. Предпочтительнее введение охладителя в свободные пространства между отдельными слоями катализатора, используемые как смесительные секции. [c.260]

При фотометрическом варианте на примере сульфидов металлов установлено, что каталитический эффект усиливается с повышением концентрации иодида калия это объясняют его участием непосредственно в каталитическом процессе. Рекомендуется применение 0,02 М раствора ЫаЫз и 0,5 М К1. Открываемый минимум. 5 - по окраске иода в присутствии крахмала составляет 0,01 мкг/ /10 мл. Введение кадмия в раствор позволяет остановить каталитическую реакцию в любое заданное время, так как ионы кадмия обладают тормозящим действием на иод-азидную реакцию [c.203]

При стадш1ных схемах с переходами электронов моя но ожидать корреляции окислительно-восстановительных каталитических свойств твердых тел с работой выхода электронов (ф). Из-за большой чувствительности последней величины к ряду факторов и трудности ее измерения во время каталитического процесса проверить правильность этого вывода в общем вгще трудно. В ряде случаев можно считать доказанным наличие четкого соответствия между изменением активности катализаторов при простых реакциях или селективностью действия при сложных реакциях, с одной стороны, и изменением работы выхода при введении нелетучих или труднолетучих добавок — с другой [38]. Как было отмечено ранее [39], такой корреляции следует ожидать при различиях в заряженности исходных веществ и переходного комплекса реакции так как работа заряжения входит в свободную энергию образования комплекса. Таким образом удается объяснить влияние ряда нновалентных добавок на скорость окисления СО на МпОз и N 0 и влияние добавок щелочных и щелочноземельных металлов на активность железа в синтезе аммиака. При действии любого фактора, вызывающего заряжение поверхности, такой электростатический механизм способен приводить как к росту, так и к падению активности, и при этом не только у полупроводниковых, но и у металлических контактов, в зависимости от знака заряда переходного комплекса. [c.29]

Среди легких углеводородов нефти, природного газа и т. д. преобладают углеводороды парафинового ряда, поэтому желательно при производстве моторного топлива и химических производных перерабатывать их в более активные в химическом отношении типы углеводородсв — диолефины, олефины и ароматические углеводороды. Как введение к рассмотрению каталитических процессов ниже приводится краткое списание реакций, связанных с пиролизом углеводородов. [c.685]