Каталитические системы и их классификация

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ [c.103]

В табл. 8-2 представлена простейшая система классификации реакторов, обычно используемых для моделирования в лабораторных каталитических испытаниях. Основные классы реакторов— интегральный, дифференциальный и импульсный микрореактор. Классификация реакторов основана на степени конверсии реагирующего вещества для аппаратов различного типа. Подклассы характеризуют экспериментальные условия их работы. Реактор каждого типа будет обсуждаться и с точки зрения его применимости для получения экспериментальных данных различного назначения выбор катализаторов, получение информации о кинетике процессов, данных для проектирования реакторов и оптимизации процессов. [c.99]

Классификация катализа и каталитических реакций. По агрегатному состоянию реагирующих веществ и катализатора различают гомогенный катализ, когда реагенты и катализатор находятся в одной фазе, и гетерогенный катализ, когда каталитическая система включает несколько фаз. В нефтепереработке гетерогенный катализ, особенно с твердым катализатором, распространен значительно больше, чем гомогенный. [c.415]

Первым этапом этой работы был сбор сведений о каталитических системах и расположение их в виде таблиц в соответствии с положением в периодической системе катализирующего элемента и подразделением по типу химических реакций. Эта задача была осуществлена в основном в первых трех томах справочника. Заключением ее является рассмотрение каталитических свойств веществ в пределах отдельных групп реакций с целью выявления лучших катализаторов, сопоставления их с веществами, обладающими посредственными или плохими каталитическими свойствами в данных реакциях, и нахождение самых общих связей между химическими и каталитическими свойствами простых веществ и их соединений. Именно этому посвящен IV том справочника, который завершает данное издание. Такое первичное обобщение содержащегося в справочнике материала уже на самой первой стадии может оказать практическую пользу, облегчив поиск подходящих катализаторов для новых процессов. Поскольку на этой подготовительной стадии еще не имеется классификации систем, наиболее целесообразна разбивка реакций по группам на основании принятой в химии классификации. [c.5]

Мультиплетная теория представляет собо первую попытку классификации каталитических реакций на основании чисто сте-рических соображений. В этом отношении она представляет главным образом академический интерес. Однако в тех случаях, которые были подробно описаны, эта теория дает объяснение специфичности катализа и позволяет количественно оценить влияние геометрического строения поверхности. После опубликования этой теории делались попытки выяснить значение стернческого фактора в других каталитических системах. В заключение статьи представляет интерес кратко проследить развитие этих работ и их отношение к теории Баландина. [c.67]

Первый из них посвящен общим вопросам катализа. В статье К- Б. Яцимирского рассматриваются квантово-механические модели окислительно-восстановительных реакций (в том числе гомогенно-каталитических) с участием комплексных соединений. Для объяснения особенностей кинетики и механизма этих процессов предлагается модель комплекса с переносом заряда и с позиций метода молекулярных орбиталей рассматривается модель с мостиком , через который передается электрон. В. А. Ройтер анализирует взаимоотношения между свойствами катализаторов, реактантов и продуктов реакции, определяющие возможность катализа в каждой каталитической системе и его интенсивность. В этой статье обобщаются результаты исследований связи между термодинамическими характеристиками катализаторов и реакций и каталитической активностью. В проблеме научного предвидения каталитического действия на первый план выдвигается задача создания научной классификации в катализе и намечаются пути поисков ее. [c.3]

Обычно каждая такая корреляционная зависимость охватывает лишь весьма ограниченный круг процессов и катализаторов, для которых выбранное свойство является почему-либо доминирующим. Чтобы в какой-то мере использовать такие зависимости для подбора катализаторов, нужно знать, какими существенными особенностями должна обладать та или иная реакция, чтобы ее можно было отнести к группе, охватываемой данной зависимостью, т. е. необходимо располагать рациональной системой классификации каталитических реакций и катализаторов, которая пока не создана. [c.18]

Характер протекания процесса полимеризации и свойства образующихся полимеров зависят от природы как мономера, так и катализатора. Поэтому представляется целесообразным подразделить системы мономер—катализатор на несколько групп, с тем чтобы рассмотреть их отдельно. В табл. IV-1 приведен один из возможных вариантов такой классификации, основывающийся на природе мономера и фазовом состоянии каталитической системы. [c.98]

Выходы продуктов крекинга зависят также от химического и фракционного состава сырья. Несмотря на довольно большое число опубликованных материальных балансов по каталитическому крекингу прямогонных керосино-соляровых дистиллятов в системах с циркулирующим катализатором, вопрос о влиянии химического состава сложного, многокомпонентного сырья на выходы и качества продуктов крекинга все еще не уточнен. Ясность в данный вопрос может быть, по-видимому, внесена только после более детального изучения химического состава сырья и разнообразных превращений, протекающих при. термо-каталитических процессах. Требуется также усовершенствовать методы классификации сырья. Поэтому ниже приведены только отдельные выводы по рассматриваемому вопросу. [c.204]

Настоящее обсуждение для простоты будет ограничиваться главным образом биметаллическими системами, хотя некоторые патенты и публикации представляют многокомпонентные полиметаллические катализаторы. Будут рассмотрены природа би -металлических катализаторов, их физические, химические и каталитические свойства, приготовление и классификация, применение в реакциях, используемых в каталитической переработке угля. [c.19]

Работа по обобщению материала только начата, и рано еще делать сколько-нибудь обоснованные выводы. Мы успели, однако, убедиться, что периодическая система действительно может служить основой для классификации катализаторов, и предполагаем в течение ближайшего года создать монографию-справочник Каталитические свойства веществ . [c.58]

Каталитические реакции могут происходить в гетерогенных и гомогенных системах. Условия процесса в обоих случаях настолько различны, что они могут служить основанием для классификации. [c.175]

Значительные затруднения испытываются при строгой классификации каталитических процессов, зависящих от изменений не только физической или химической природы катализатора, промотора или ингибитора, но также иногда зависящих от изменения условий, при которых происходит реакция. Имеются также факторы, которые часто сильно влияют на процесс, но которые не легко обнаруживаются. Например, следы воды, частицы пыли, посторонние тела или перемена среды, в которой происходит реакция, могут иметь большое значение, несмотря на то, что действие их очень трудно оценить. Реакции, происходящие в безводных органических растворителях или 100% серной кислоте, часто ингибируются следами воды. В гетерогенных системах эффект ингибирования часто связан с каталитической активностью частиц пыли или пленок на стенках приемника. [c.324]

Необходимо разграничивать процессы, протекающие в кинетической и диффузионной области. Этот вид классификации процессов сильно усложняется в гетерогенных системах, в особенности при взаимодействии компонента газовой или жидкой смеси с поверхностью твердого пористого материала. В таких процессах в зависимости от лимитирующего этапа можно наблюдать области внешнедиффузионную, переходную от внешне- к внутридиффузион-ной, внутридиффузионную (в порах твердого материала), внутреннюю— переходную и кинетическую. Такие области имеют наибольшее значение для гетерогенно-каталитических процессов. [c.35]

Что касается расположения материала, то рациональной систематики каталитических реакций, как уже было сказано, нет,— ее еще предстоит искать. Основываться же на какой-либо произвольной системе каталитических реакций, подобно тому как это делалось неоднократно в различных специальных монографиях, мы считали нецелесообразным. Материал справочника систематизирован исходя из периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Отталкиваясь от общепринятого в настоящее время положения о том, что катализ, несмотря на все его своеобразие и специфичность, является в первую очередь химическим явлением, следует ожидать наиболее широкой корреляции между каталитическими и химическими свойствами веществ. Химические свойства веществ определяют, кроме того, большую или меньшую устойчивость данного вещества в условиях катализа и, следовательно, возможность его применения как катализатора для данного типа реакций. А так как химические свойства веществ в наиболее общем виде определяются положением образующих их элементов в периодической таблице, принятие ее за основу классификации каталитических свойств мы сочли наиболее оправданным. Поэтому распределение материала по главам соответствует положению элемента, образующего соединение, которое служит катализатором в периодической таблице. Нужно сказать, что при реализации этого принципа мы встретились с рядом трудностей. Основные из них таковы [c.4]

Интересный пример классификации катализаторов в связи с задачей определения каталитических свойств химических элементов дан известным польским химиком Краузе [87], который считает, что вообще все химические элементы могут быть каталитически активными. Проявление же этой активности главным образом зависит от химического состава катализатора и природы носителя. Поэтому социология химических элементов в смысле их каталитической активности зависит от сочетания с активатором, ингибитором, носителем, реагентом и ядом и подчиняется закономерностям, отраженным периодической системой элементов. [c.219]

Эти изменения каталитической активности при внесении добавок дали Митташу основание предложить своего рода классификацию зависимости активности катализатора от его состава [90]. Ввиду того что эта классификация исходила из огромного числа наблюдений (при которых, следуя периодической системе элементов, смешивали каждый элемент А с любым элементом В как таковым, или в виде соединения в различных соотношениях [90, стр. 146]), она представляла большой интерес. Ничего не разъясняя по существу, она тем не менее указывала на множество направлений, по которым может изменять свои свойства катализатор в результате внесения в его состав пр имесей. И если случай в, когда активность смешанного катализатора равнялась сумме активностей составляющих его компонентов, был понятен, то все остальные случаи (а их было большинство) оставались совершенно непонятными. Теория активных центров Тэйлора в 30-х годах внесла некоторую ясность в явление отравления (случай б). Но это еще более обострило внимание к явлению промотирования (случай а), в такой же степени важному, интересному и загадочному. Случаи гид можно было считать частными проявлениями. промотирования. [c.220]

В заключение отметим, что для нестационарного способа обезвреживания газовых выбросов промышленных предприятий целесообразно использовать окисные катализаторы. Классификация катализаторов глубокого окисления органических соединений и оксида углерода, их важнейшие характеристики приведены в ряде обзорных работ [12—14], Катализаторы на основе металлов платиновой группы являются наиболее активными и универсальными. Однако благородные металлы имеют высокую стоимость. В этом плане перспективны катализаторы на основе оксидов или солей переходных металлов (меди, кобальта, хрома, никеля, марганца), которые, несколько уступая по своей активности катализаторам, содержащим благородные металлы, значительно дешевле и доступнее. В научной и патентной литературе описаны разнообразные каталитические системы, применяемые для обезвреживания токсичных выбросов. Перечислим здесь лишь несколько марок окисных катализаторов, вы-1гускаемых в СССР. [c.174]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

Так, например, ГТ—Т означает тип реакций, в котором среди исходных веществ имеются газообразные и твердые, а среди продуктов реакции — только твердые вещества. Указанный шифр не дает, однако, числа реагирующих веществ и числа продуктов, а только их агрегатные состояния. Более совершенную классификацию этого рода разработал Хюттиг [3]. Его классификация типов химических реакций основана на принципе учета агрегатных состояний каждого реагирующего вещества и продукта реакции. Кроме реакции между объемными или трехмерными агрегатцыми состояниями Хюттиг учитывает также возможность протекания процессов на двухмерных фазовых границах или даже на практически одномерных образованиях, к которым могут быть отнесены ребра кристаллов, трещины на их гранях и нитевидные структуры. Такое расширенное представление об агрегатном состоянии является весь-м а важным для включения в общую систему также поверхностных реакций, в том числе гетерогенных каталитических процессов. Классификация Хюттига построена на учете начального и конечного фазовых состояний системы. Промежуточные состояния, лежащие между началом и концом реакции, учитываются в этой классификации лишь в том случае, если они отличаются от начального и конечного по своему фазовому составу. Так, если превращение исходного твердого вещества в твердый продукт реакции происходит через состояния твердого раствора, то, по Хюттигу, такая реакция представляет особый подвид более общего вида Т—Т. [c.182]

Мы видели (см. разд. 7.2), что в высокоизотактичсском полипропилене, полученном с Ti U — А1(С2Н5)2С1 в качестве катализатора, редкие г-звенья, включенные в цепь случайным образом, входят в mrm-тетрады и что отношение ттг)-. тгт) равно 1 1 не наблюдается сигналов гг-триад. Таким образом, в соответствии с указанной выше классификацией эта каталитическая система вносит стерические ошибки прн росте цепи. Еще предстоит сделать детальные выводы из этих данных, но основной их смысл заключается в том, что с помощью ЯМР может быть получена подробная информация о механизме роста цепи. [c.183]

Хотя для классификации имеющихся данных можно выбрать много критериев, мы разделили различные каталитические системы на основании их химических свойств. Кроме того, казалось целесообразным объединить ко мплексы переходный металлов, способные к активации молекулярного водорода. Материал по LIAIH4 выделен в отдельный раздел. [c.103]

К сожалению, в работе не удалось выяснить роль всех интересующих факторов, оказывающих влияние (более или менее сильное) на активность полимера в процессе вулканизации. Кроме того, некоторые неточности, допущенные при классификации полимеров по широте МВР, не позволяют согласиться с категорическим утверждением о незначительном влиянии цис-транс-изомеряя на поведение полибутадиенов при вулканизации. Несмотря на то, что такой же точки зрения придерживается и ряд других авторов большинство экспериментальных работ свидетельствует о том, что микроструктура в значительной степени предопределяет поведение полимеров в процессе вулканизации, влияя как на кинетику присоединения серы, так и на характер образующихся вулканизационных структур Однако во всех этих работах идентичность условий для надежного сравнения результатов не выдерживалась либо брались каучуки, полученные на различных каталитических системах [c.55]

Влияние нейтральных лигандов (оснований Льюиса) на активность каталитической системы изучалось при полимеризации ММА под действием трис-тг-аллилхрома (СгАд). ТГФ и диэтиловый эфир практически не изменяют активности системы. Это объясняется тем, что влияние ТГФ и Е120 на повышение электронной плотности не больше, чем у самого мономера. Характерно, что более сильные электронодопоры — пиридин и 2,2 -дипиридил — вызывают значительное повышение активности СгАз как инициатора полимеризации анионного типа [ ]. Активирующее влияние 2,2 -дипиридила было установлено также и при полимеризации ММА под действием Сг(асас)з—А1(изо-Ви)з- Число приведенных примеров невелико, но они представляются нам убедительными для обоснования предложенной классификации типов активных центров (стр. 235) и взаимосвязи между процессами полимеризации, протекающими но разным механизмам в системах с соединениями переходных металлов. [c.239]

Исследование механизма полимеризации а-олефинов в гомогенных каталитических системах (II группа систем мономер— катализатор, но нашей классификации) позволило продвинуться значительно дальше в установлении влияния, которое оказывает строение органического соединения переходного металла на его каталитическую активность. Использование индивидуальных органических соединений переходных металлов позволило сделать обоснованные выводы о строении активных центров, в частности о вхождении в их состав алюминийорганического компонента [ ]. Дальнейшее развитие этих исследований Хенрици-Оливе и Оливе привело их к открытию ряда зависимостей, [c.249]

При классификации различных модификаций каталитического риформинга за основу принимаю систему окислительной регенерации катализаторов. Наиболее широкое применение нашли процессы риформинга со стационарным слоем катализатора, для которых, условия процесса выбраны таким образом, чтобы обеспечить дли тельность межрегенерациониого цикла 0,5—1 год и более. Относительно редкие регенерации катализатора на установках подобных типов совмещают, как правило, с ремонтом оборудования. Окислительную регенерацию проводят одновременно во всех реакторах, на что требуется 5—10 сут в год В технической литературе такие процессы обычно называют полурегенеративными или процессами с периодической регенерацией. Вторую группу составляют процессы с короткими межрегенерационными циклами. Регенерация катализатора проводится попеременно в каждом реакторе без прекращения работы установок риформинга. На таких установках имеется дополнительный резервный реактор, система трубопров9дов с надежной запорной арматурой. Третью группу составляют процессы с движущимся слоем гранулированного катализатора. Окислительная регенерация проводится в выносных аппаратах. [c.119]

Классификация по фазовому составу имеет решающее влияние на устройство каталитических реакторов. Причем для применения твердых катализаторов все каталитические процессы по виду основной фазы можно разделить на газовые и жидкостные. Наличие жидкой фазы Б двух- или трехфазной системе предопределяет, в основном, вид катализатора, режим процесса и устройство реактора. Поэтому процессы в реагирующей системе газ-жидкость с твердым катализатором мы будем также относить к жидкостным. [c.42]

Движение потока в наклонных и криволинейных каналах. Движение восходящего газокатализаторного потока в криволинейных и наклонных линиях наблюдается в транспортных линиях сырья на установках каталитического крекинга типа 1-А, а также в местах перехода вертикальных частей прямоточных аппаратов в горизонтальный участок для ввода в сепарационную часть, реакторов. В существующих установках катали гического крекинга встре чается два вида криволинейных вертикальных колен с горизонтальным и вертикальным вводами газокатализаторного потока. Характеристики потока в этих случаях различны не только по динамике движения твердых частиц, но и по износу стенок транспортных трубопроводов в результате их удара при соприкосновении. Движение взвешенных твердых частиц в криволинейных по- го1с х может приводить к частичному осаждению частиц в зоне поворота и их классификации по размерам. Теоретический анализ динамики движения частиц в таких системах проведен в работах [92], где показано, что наиболее надежными являются вертикальные колена с вертикальным вводом газа. Они обеспечивают минимальную потерю скорости частиц и в большей степени гарантируют работу системы с восходящим газокатализаторным потоком без образования пробок. [c.191]

Приведенная классификация определенным образог направляет и разрешение тех задач, которые затронуты в настоящей статье. Действительно, решающая классификационная роль отведена АПС. Последнее же двояким образом определяет каталитические свойства системы в целом. С одной стороны, АПС непосредственно связано со свойствами активной поверхности, поскольку определенные элементы последней являются его компонентами. С другой стороны, наблюдаемые экспериментально характеристики процесса, в частности его направление и кинетика, связаны со свойствами и строением АПС. Отсюда ясно центральное место АПС при рассмотрении [c.62]

Мы выбрали последнее, так как здесь имеется достаточно наде/кная рациональная основа для классификации — периодическая система. Действительно, связав имеющиеся сведения о каталитических реакциях с элементами периодической системы, входящими в состав катализаторов этих реакций, оказалось возможным уже ири беглом сопоставлении материала заметить особенности каталитических свойств каждого элемента, очертить каталитический профиль этого элемента и той группы (или семейства) периодической системы, к которой он принадлежит. Так, никель, известный специалист по гидрированию непредельных и ароматических соединений, для избирательного дезалкилирования последних мало пригоден. Для этой цели больше подходят такие мало типичные для гидр1гро-вания катализаторы, как, нанример, окислы молибдена. хМало пригоден никель и для избирательного гидрирования связей кислород — углерод в непредельных соединениях — это специальность цинка, так же как и мягкое гидрирование одной из двух сопряженных двойных связей или тройной связи до двойной. [c.57]

Изучение механизма каталитических процессов и большой экспериментальный материал по химическим и физическим свойствам катализаторов позволили сформулировать некоторые научные принципы такого подбора. Одним из определяющих факторов служит положение, которое элементы, входящие в состав катализатора, занимают в периодической системе Д. И. Менделеева. Чтобы эта мысль казалась яснее, остановимся на принятой сейчас многими исследователями классификации каталитических процессов и катализаторов (предложенной членом корреспондентом АН СССР С. 3. Рогин-ским). Она делит основные каталитические процессы на два больших класса окисл ительно-восстановительные (электронные) и кислотно-основные (ионные). [c.12]

Созданию теории научного предвидения каталитического действия должна предшествовать разработка рациональной классификации каталитических реакций и катализаторов. Б последние годы начали появляться попытки в этом направлении. В частности, наша лаборатория занялась сбором и систештизагдаей имеющегося в литературе обширного фактического материала о каталитических свойствах вещества. В 1968 г. издательством "Наукова думка" выпущен справочник "Каталитические свойства веществ", охвативший сведения о катализаторах для различных реакций, опубликованных за период 1940-1962 гг. Сведения эти сгруппированы по положению основного элемента катализатора в периодической системе Д.И.Менделеева. В основу использования огромного собранного материала для разработки научной классификации положено естественное предположение реакции, ускоряемые сходными катализаторами, протекают по сходному механизму и потому относятся к одному и тому же каталитическому классу, даже если они относятся к разным типам процессов в классификагда органической или неорганической химии. Сгруппировав таким образом реакции, можно создать эмпирическую систему классификации, выявить более специфические закономерности подбора катализаторов, найти постепенно теоретические объяснения этим закономерностям, что должно привести к созданию научной теории предвидения каталитического действия. Естественно, нео 1Ходимо использовать и указания существующих теорий механизма каталитического действия. Работа в данном направлении нами проводится, уже получены первые существенные результаты, в частности, в области большой группы каталитических процессов с участием мо- [c.15]

Далеко не все направления действия имеют одинаковую ценность в биохимических системах. Чтобы при классификации каталитических функций иона учесть в известной мере и особенности иона металла и характер его взаимодействия со средой, мы будем в дальнейшем придер- [c.135]

Вторая часть настоящего издания и посвящена теоретическому нахождению всех возможных типов каталитических реакций, в ней подробно изложен метод нахождения полной системы наиболее часто встречающихся дублетных реакций, играющей ту же роль, что и полная система кристаллографических форм Федо рова. Подавляющее большинство известных каталитических и ферментативных реакций укладывается в эту систему. Вместе с тем остается чрезвычайно большое число еще не осуществленных реакций, предсказанных теорией, которые и предстоит открыть. Таким об(разом, классификация, найденная яа основе мультиплетной теории, дает указания экспериментатору для поиска новых реакций. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология