Факторы катализа Влияние температуры

Активность катализатора в первую очередь определяется его химическим составом. Однако, так как при катализе в гетерогенной системе реакция развивается на поверхности двух фаз, например твердой и газообразной или твердой и жидкой, то, помимо химического состава катализатора, самое важное значение для успеха реакции имеют величина и характер его поверхности. Опыт показывает, что для каждого катализатора избирательность, активность и устойчивость в значительной степени зависят от характера и последовательности этапов, из которых складывается процесс получения катализатора, а также от условий проведения зтих этапов. Изменяя условия приготовления катализатора, в частности условия осаждения (pH среды, скорость осаждения, интенсивность перемешивания и т. п.), прокаливания (температура), восстановления и других стадий, можно оказать значительное влияние на многие из факторов, определяющих активность катализатора величину [c.823]

Факторами, определяющими характеристики процесса (активность, селективность), для каждого выбранного катализатора являются условия его реализации (температура, объемная скорость и т.д.). Первым этапом исследований являлось проведение серии экспериментов по изучению влияния перечисленных факторов на поведение катализатора при повышенном содержании сероводорода в исходной газовой смеси. Объектами исследований были у - оксид алюминия (модельный катализатор) и нанесенный на у - оксид алюминия магнийхромоксидный катализатор, успешно зарекомендовавший себя в промышленных процессах окислительного катализа [69]. На рис.4.11 приведены результаты сравнительных исследований окисления сероводорода на алюмо-оксидном и магнийхромовом катализаторах. Видно, что катализатор на основе оксида алюминия не обеспечивает высоких показателей процесса окисления сероводорода выход серы (произведение суммарной конверсии и селективности) не превышает 60% во всем диапазоне исследуемых температур. [c.115]

Силикагель часто рекомендуется в качестве катализа- 1 тора или носителя. Однако найти в литературе подроб- 1 ные и вполне удовлетворительные указания по его приготовлению довольно трудно. Обычно его получают при взаимодействии жидкого силикатного стекла и кислоты [1—3]. Смеси жидкое стекло — кислота образуют золи, которые с большей или меньшей быстротой коагулируют в гели, причем скорость коагуляции зависит от концентрации, температуры, характера и количества применяемой кислоты, а также от ряда других факторов [3, 4]. Влияние количества кислоты на скорость коагуляции весьма значительно. Время, необходимое для коагуляции жидкого стекла, равно бесконечности. При понижении щелочности смеси жидкое стекло — кислота наблюдается чрезвычайно быстрое сокращение времени, необходимого для коагуляции, которое становится минимальным (3— [c.94]

Заканчивая на этом рассмотрение эффективности работы политропических реакционных устройств с непрерывным теплоотводом, следует еще раз подчеркнуть, что помимо химико-технологических характеристик проводимых, процессов на величину термодинамических к.п.д. весьма сильное влияние оказывают конструктивно-теплотехнические особенности аппаратов. Подобно политропическим устройствам со ступенчатым охлаждением воздействие собственно физикохимических факторов сильно смягчается снижением перепадов температур в зоне катализа и приближением температурных кривых к оптимальным режимам. [c.345]

Кинетике и выяснению механизма реакций гидрогенизации ароматических соединений посвящено много работ. Наиболее ранними из них являются основополагающие исследования Зелинского совместно с Павловым и Баландиным (см. гл. П1) они впервые установили условия обратимости реакций гидрогенизации— дегидрогенизации на платине, палладии и никеле, содержание компонентов в равновесной смеси бензол — циклогексан, энергию актив ации реакций. Баландин, изучая механизм тех же гидрогенизационно-дегидрогенизационных процессов, одним из первых показал значение энергии активации в гетерогенном катализе, что впоследствии дало возможность определить зависимость между активностью катализаторов и энергией активации. Важные сведения о кинетике реакций гидрогенизации ароматических соединений сообщили Лозовой и его сотрудники [214, 215]. Начиная с 30-х годов, они изучали процесс гидрогенизации бензола, толуола, ксилолов, триметилбензолов и конденсированных систем- на различных катализаторах (преимущественно на никеле с окисью алюминия) под давлением. Они исследовали влияние на скорость гидрогенизации факторов химического строения гидрируемых соединений, температуры, парциального давления водорода. [c.155]

Скорость химической реакции и влияние на нее концентрации и температуры, Необратимые и обратимые реакции. Концентрация и действующая масса. Закон действия масс. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия в зависимости от различных факторов. Принцип Ле-Шателье Скорость гетерогенных реакций и влияние поверхности твердой фазы. Катализ. [c.66]

Взаимное влияние реакций в общем случае не сводится только к тому, что действующие концентрации компонентов зависят от протекания нескольких реакций. В условиях гетерогенного катализа могут наблюдаться такие виды взаимодействия, как, например, адсорбционное вытеснение с поверхности катализатора компонентами одних реакций веществ, участвующих в других совокупностью реакций может определяться температура катализатора и т. д. Вследствие этого, реакции в общем случае не могут рассматриваться как независимые, и, при совместном протекании, их кинетические функциональные уравнения будут определяться указанными факторами. Как было сказано, именно такого рода кинетические уравнения отдельных реакций и должны использоваться при описании динамики сложных каталитических процессов. [c.433]

В настоящее время в литературе очень много данных, свидетельствующих о влиянии на активность уже сформировавшегося катализатора промотирующих добавок и порядка их внесения, условий плавки и охлаждения, условие восстановления температуры, давления, объемной скорости, времени восстановления, перегрева и концентрации ядов в газовой смеси. Однако до сих пор почти нет сведений о том, какие изменения происходят с катализатором во время самого процесса восстановления, совершенно не изучено изменение его активности на этом этапе. Это значительно затрудняет понимание как влияния отдельных факторов в процессе его приготовления и восстановления, так и самого механизма гетерогенного катализа. [c.128]

Но если существует вполне определенная граница между двумя способами активации, то это еще не означает, что именно она представляет собой также границу между каталитической химией и не-каталитической. Дело в том, что названные два способа активации представляют собой лишь крайности. В чистом виде активация только посредством подачи энергии извне возможиа для большинства неорганических соединений лишь вблизи плазменных состояний, а для органических веществ — выше 800—1000 °С. В чистом виде каталитическая активация практически е встречается при низких температурах реакции мало изучены, а те процессы катализа, которые осуществляет природа в живых организмах, представляют совмещение каталитической и энергетической активации, но с явным преобладашием первой. Процессы, происходящие в промышленных реакторах в интервале температур от О до 400—600 °С, в большинстве представляют реакции, вызванные и каталитическим влиянием, и энергетическими факторами одновременно. Их различие в этом отношении состоит только в степени преобладания одного способа активации над другим. [c.135]

Мы полагаем, что полученные нами положительные результаты в этих, принципиально отличных от сделанных ранее, опытах могут иметь значение уже не только для теории катализа. Условия этих опытов близки к тем, которые имеют место в живой природе обычная температура, жидкая фаза, влияние pH как каталитического фактора, процессы на поверхности минералов. Таким образом, расширение этих исследований может представлять интерес, выходящий за рамки собственно химии. [c.147]

Прежде чем выдвигать с какой-либо определенностью химический механизм действия карбогидраз, необходимо выяснить два обстоятельства во-первых, какая именно связь в молекуле субстрата расщепляется под действием фермента и, во-вторых, сопровождается ли расщепление сохранением илн инверсией конфигурации превращаемой связи. Ясно, что только этих сведений недостаточно для выявления полной картины действия фермента на уровне перестройки электронных структур в ходе катализа для этого обычно необходимы исследования скоростей реакций в тяжелой воде, изучение влияния индукционных, стерических и гидрофобных факторов на эффективность реакций, pH, температуры, ионной силы, диэлектрической проницаемости, давления и т. д. и, наконец, создание по возможности адекватных неферментативных моделей аналогичных процессов. [c.169]

Изомеризация. Одной из важных целей Щ лочного катализа является активация углерод-водородных связей простых олефиновых и парафиновых углеводородов. Для активации таких простых систем обычно приходилось прибегать к жестким условиям. Так, изомеризацию олефинов проводили с применением натрия, например, иатрийорганических соединений, получаемых непосредственно в реакционной зоне [186, 187], и действием алкилов натрия при температуре их разложения [188 . Однако эти системы гетерогенны и требуют повышенных температур. Использование окисно-алюминиевого носителя для натрия значительно повышает каталитическую активность [185, 188]. Возможности выбора гомогенных катализаторов для этих систем ограничены. Были проведены поисковые исследования применяли литий в этилендиамине [189, 190]. Недавно было обнаружено [191-1961, что в системе трет-буюксш калия — диметилсульфоксид изомеризацию олефиновых углеводородов можно проводить при температуре всего 55 °С. Простота и высокая активность такой системы позволили изучить кинетические и энергетические зависимости для этих реакций. В ходе исследований были выяснены роль и влияние структуры углевохоро-да, влияние основания и факторы, обусловливающие эффективность растворителя. [c.260]

Скорость, с которой происходят столкновения между частиц ми реагента, зависит от ряда факторов. К ним относятся, безусловно, концентрации реагентов. Поскольку это влияние в явном ввде учитывается кинетяческим уравнением, целесообразнее уделить внимание другим важным факторам — температуре, диэлектрической проницаемости растворителя и ионной силе электролитов, присутствующих в реакционной среде. Скорость реакции может меняться (увеличиваться или уменьшаться) в присутствии веществ, уско-ряюшдос (катализаторы) или замедляющих (ингибиторы) реакцию. Катализ представляет собой явление, требующее отдельного подробного рассмотрения (разд. 6.3). [c.330]

Химические процессы с участием комплексов переходных металлов характеризуются, как правило, многомаршрутностью и многообразием элементарных химических реакций с участием различных форм реагентов и катализаторов. В ходе реакции возможно образование веществ, способных к активации или необратимому отравлению катализатора. На скорость и направление реакций металлокомплексного катализа может оказывать существенное влияние среда. Оно проявляется через неспецифическую и специфическую сольватацию реагентов и катализаторов. Многофакторность влияния внешних и внутренних факторов (температура, среда, природа реагентов, катализаторов и др.) вносит определенную трудность при построении кинетических моделей процессов металлокомплексного катализа. [c.564]

Реакция протекала медленнее, чем окисление СО, причем большая затрудненность катализа отражалась в увеличенных энергиях активации. Значения частотного фактора были примерно на один порядок больше, чем при окислении СО. Что касается механизма этой реакции, то при объяснении его встречались те же трудности, что и в случае высокотемпературного окисления СО, и мы их не будем больше касаться. Для окисления этилена до СОг и воды прн изучении влияния добавок при температурах выше 400° не было обнаружено какой-либо закономерности. Окислы с добавками лития или хрома оказались активнее чистой закиси никеля, причем как для тех, так и для других наблюдались пониженные энергии активации. Это можно истолко- [c.352]

Проблемы кинетики, катализа и реакционной снособности теперь представляют единое целое. Все далее уходят в прошлое те представления, согласно которым реакционная способность данного соединения рассматривалась преимущественна только как функция химического строения его молекулы. В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что пе только химическая активность вещества, но и направления его иреобразований в процессе реакций зависят от многих факторов от структуры его молекулы, от химической природы и строения сореагента, от катализаторов — в том числе стенок сосуда, от реакционной среды и, наконец, от условий процесса — температуры, давления, наложения полей, наличия радиации и т. д. Учет влияния всех этих факторов представляет исключительную сложность, тем более что действуют они, конечно, не порознь, а взаимно обусловленно. И тем не менее такой учет необходим, и именно он в форме различного рода закономерностей становится предметом современной кинетики как учения о химических процессах. [c.4]

Хотя имеется огромное количество литературы по каталитическому разложению жидкой перекиси водорода, большая часть ее имеет лишь описательное значение. Это обусловлено отчасти трудностями самой темы и медленностью развития знаний в области катализа вообще. Однако еще в большей степени успешное изучение разложения перекиси водорода тормозилось недостаточно квалифицированной постановкой экспериментов и малой надежностью результатов. Во многих случаях можно только сказать, что действительно происходит катализ, однако в опыте не получено никаких данных о влиянии концентрации, pH, температуры, наличия нримесей или добавок и состояния катализатора (или же эти данные имеют сомнительную ценность). Между тем именно такие данные требуются для любого кинетического исследования поэтому для трактовки механизмов реакции можно использовать только те системы, в которых было обращено тщательнейшее внимание на все указанные факторы. Особенно большое значение имеет в данном случае влияние следов чулсеродных веществ в перекиси водорода,например случайных примесей, примесей, обусловлэнных производственным процессом, или преднамеренно добавленных стабилизаторов. Много работ проведено с перекисью водорода сомнительной чистоты, особенно в процессе начальных исследований, описанных в литературе. [c.390]

Результаты проведенных нами опытов по винилированию фенола в различных растворителях при катализе реакции едким кали приведены в табл. 1, а фенолятом калия — в табл. 2. Сравнение данных таблиц позволяет оценить влияние небольших количеств воды на процесс винилирования фенолов. Такое сравнение показывает, что, почти независимо от применяемого растворителя, винилирование в присутствии фенолята калия происходит в более жестких условиях, чем в присутствии едкого калия. Наши исследования еще раз полностью подтвердили более ранний вывод [1, 5, И—14] о роли воды как фактора, понижающего температуру винилирования фенола. С другой стороны, по данным табл. 1 и 2 видна и отрицательная роль воды. Так, выход винилфенилового эфира при использовании в качестве катализатора едкого кали ниже, чем при использовании фенолята калия, что особенно заметно при использовании инертных, малополярных растворителей (пентан, бензол, эфиры). Несмотря на более жесткие условия реакции, при использовании фенолята калия смолообразование в ходе процесса значительно меньше или практически отсутствует. Поэтому вывод о TOIW, что вода в процессе винилирования фенола является фактором, препятствующим смолообразованию [1, 11 —13], в большинстве случаев является несостоятельным, так же как и мнение о том, что основной причиной смолообразования является термополимеризация винилфенилового эфира [3]. Последний в чистом виде (а как видно из табл. 2 —и в условиях реакции его получения в инертных растворителях) выдерживает нагревание при 225—245° в течение нескольких часов без заметной полимеризации. [c.60]

Единственным путем к пониманию любор области науки, столь сложной, как катализ, является полный анализ всех действующих факторов и исследование каждой переменной возможно более независимо от влияния всех других переменных. Гетерогенный катализ всегда связан с адсорбцией. При высокотемпературных реакциях каталитического разложения адсорбционный комплекс может существовать в течение очень короткого времени. При бимолекулярных реакциях для образования продукта часто должны быть адсорбированы оба реагирующих вещества иногда бывает достаточно адсорбции одного из них. Стадией, определяющей скорость гетерогенных реакций, может быть скорость адсорбции реагента (или реагентов) поверхностью или скорость десорбции с нее продукта (или продуктов) реакции. Только в редких случаях определяющим фактором является скорость поверхностной реакции. По определению, катализатор понижает энергию активации реакции в гетерогенном катализе это достигается путем образования активированного адсорбционного комплекса с катализатором. Указанное отнюдь не означает, что сильная адсорбция эквивалентна высокой каталитической активности. В действительности слишком сильная адсорбция может просто привести к тому, что поверхность окажется покрытой любым из реагентов или продуктов реакции, сильно отравляющих ее для любой дальнейшей реакции. Это показывает, что энергию активации, необходимую для образования активированного адсорбционного комплекса, следует рассматривать в связи с энергией активации, необходимой для соответствующей реакции внутри активированного адсорбционного комплекса. Например, автор настоящей статьи со своими сотрудниками [1] показал, что для гидрирования этилена при температуре, близкой к комнатной, и при обыкновенном давлении водород должен быть адсорбирован в виде атомов. Далее в этой работе [2] показано, что сам этилен не адсорбируется поверхностью, а что он просто отрывает от нее два атома водорода. Разумеется, это не значит, что в акте отрыва двух атомов водорода этилен не образует на мгновение [c.198]

Имеющиеся данные по нефтям и газам Средней Азии свидетельствуют о том, что закономерности изменения их свойств по региональному погружению пластов следует объяснять влиянием нескольких факторов глубиной (температура, давление, катализ), условиями формирования залежей, в частности начальной миграцией флюидов по направлению к бортам денрессионных зон (адсорбция, растворение, обратная конденсация), окислительными процессами в при-бортовой зоне и др. Следовательно, само по себе усиление глинистости отложений на погружении не является решающим фактором. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология