Закономерности управления каталитическими реакциями

ЗАКОНОМЕРНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКИМИ РЕАКЦИЯМИ [c.64]

Управление гетерогенными каталитическими реакциями опирается кроме общих закономерностей, также на закономерности управления гетерогенными реакциями. Среди каталитических реакций, проводимых в промышленности, особенно большое место занимают реакции между газами при участии твердых катализаторов (газовые гетерогенно- каталитические реакции), которые в дальнейшем и будут рассмотрены подробнее. [c.71]

Применение закономерностей управления гетерогенными реакциями. Газовые гетерогенно-каталитические реакции включают по крайней мере следующие стадии перенос реагентов из газовой фазы к поверхности катализатора, химические стадии на поверхности катализатора, десорбция продуктов реакции с поверхности и перенос молекул продуктов реакции от поверхности катализатора в газовую фазу. Каждая из стадий протекает со скоростью, подчиняющейся особым законам. Одни законы управляют скоростью перемещения молекул и газовом объеме, другие — скоростью физической адсорбции, третьи — [c.71]

Основы физической и коллоидной химии позволяют заложить фундамент развития качественных и количественных представлений об окружающем мире. Эти знания необходимы для дальнейшего изучения таких специальных дисциплин, как агрохимия, почвоведение, агрономия, физиология растений и животных и др. Современное состояние науки характеризуется рассмотрением основных физико-химических процессов на атомно-молекулярном уровне. Здесь главенствующую роль играют термодинамические и кинетические аспекты сложных физико-химических взаимодействий, определяющих в конечном счете направление химических превращений. Выявление закономерностей протекания химических реакций в свою очередь подводит к возможности управления этими реакциями при решении как научных, так и технологических задач. Роль каталитических (ферментативных) и фотохимических процессов в развитии и жизни растений и организмов чрезвычайно велика. Большинство технологических процессов также осуществляется с применением катализа. Поэтому изучение основ катализа и фотохимии необходимо для последующего правильного подхода к процессам, происходящим в природе, и четкого определения движущих сил этих процессов и влияния на них внешних факторов. Перенос энергии часто осуществляется с возникновением, передачей и изменением значений заряда частиц. Для понимания этой стороны сложных превращений необходимо знание электрохимических процессов. Зарождение жизни на Земле и ее развитие невозможно без участия растворов, представляющих собой ту необходимую среду, где облегчается переход от простого к сложному и создаются благоприятные условия для осуществления реакций, особенно успешно протекающих на разделе двух фаз. [c.379]

Применимы ли закономерности, установленные для управления гетерогенными реакциями, к гетерогенным каталитическим реакциям [c.71]

Термические и каталитические процессы переработки нефти, за исключением прямой перегонки сопровождаются глубокой химической перестройкой молекул исходного сырья. Анализ условий, благоприятствующих проведению целевых реакций и подавлению нежелательных побочных превращений, и, тем более, регулирование и управление этими реакциями базируются на исследовании термодинамических и кинетических закономерностей изучаемых процессов. Главными вопросами, которые при этом, возникают, являются термодинамическая вероятность реакций в определенных условиях, степень превращения исходного сырья при достижении равновесия, т. е. выход продуктов реакции и скорость реакции. [c.151]

B. А. Ферапонтов (Москва, СССР). По докладу 74. Хотелось бы отметить, что большинство каталитических реакций, особенно сложных, сопровождается, вероятно, эффектом саморегулирования. Выяснение закономерностей этих эффектов позволит получить важный рычаг для управления каталитическим действием. [c.329]

Открытие общих закономерностей — важнейшая задача химической технологии, так как они являются основой науки. В течение последних десятилетий открыты многие общие закономерности химической технологии и закономерности управления отдельными классами химических реакций, например каталитическими реакциями. Именно поэтому оказывается возможным все быстрее и успешнее решать конкретные задачи по созданию новых химических производств и совершенствованию действующих. [c.9]

Чтобы проводить каталитические реакции с наилучшими результатами, необходимо знать закономерности управления ими. Эти закономерности, так же как и рассмотренные выше общие закономерности, определяются в первую очередь физико-химическими свойствами реакций. [c.64]

Реакция низкотемпературного алкилирования ароматических углеводородов растущими полимерными цепями заслуживает специального рассмотрения, так как представляет не часто встречающуюся в катионной полимеризации изобутилена возможность анализа закономерностей реакции обрыва (передачи) цепи, но создает предпосылки для управления этими элементарными актами. Если не учитывать каталитическую природу реакции, процесс формально представляет теломеризацию изобутилена, при которой в качестве телогена выступает арен [c.99]

Катализ является основным средством управления химическими превращениями, регулирования их скорости, направления реакции в сторону образования желаемых продуктов. Прогресс химической промышленности, возможность получения новых продуктов, использование более доступных сырьевых ресурсов, реализация новых совершенных технологических схем все в большей степени определяются успехом в изыскании достаточно активных катализаторов. Работы в этом направлении ведутся очень широко, но пока в значительной степени эмпирически, путем испытания тысяч веществ и их комбинаций, что требует громадной затраты времени и труда. Исключительно большое значение имеет поэтому выявление закономерностей, позволяющих предвидеть каталитическое действие, указывать пути подбора катализаторов для новых химических реакций. Не меньшее значение имеет и создание научных основ приготовления катализаторов, методов регулирования величины внутренней поверхности, пористой структуры и механической прочности катализаторов заданного состава. Эти свойства в значительной степени определяют качество промышленных контактных масс, а тем самым и важнейшие производственные показатели химических процессов, основанных на их применении. [c.3]

Термодинамические условия резко изменяются, а кинетические требования к катализатору смягчаются в случае применения его к обширному классу радиационных и плазменных каталитических реакций и к реакциям индивидуальных активных форм — свободных атомов, радикалов, И)Нов, возбужденных молекул. При таких реакциях проблема активации обычно отпадает или отходит на второй план. Обычно отпадают также и термодинамические затруднения. Зато при осуществлении сколько-нибудь сложных реакций усиливаются требования к каталитическому управлению селективностью и морфологией. Неудивительно, что закономерности подбора катализаторов для таких реакци могут быть обратными закономерностям подбора при обычном термическом катализе [35]. В частности, по данным Г. М. Жабровой и др. [36], при радиационном дегидрировании адсорбированных молекул циклогексана и метанола удельное превращение максимально для изоляторов (например, 8103), не содержащих переходных элементов, и минимально для переходных металлов, N1 и окислов полупроводников (N10) . Это, вероятно, объясняется тем, что радиационно-каталитическая активность зависит от скорости рекомбинации свободных электронов. [c.28]

Все эти закономерности относятся к сравнительно простым каталитическим реакциям, в которых основные функции катализатора сводятся к обеспечению возможности протекания сравнительно простых реакций редоксного класса. Для строгого матрично-кибернетического управления процессами их недостаточно. Некоторые возможности в этом направлении открывают ориентационные эффекты и специфические механизмы, связанные с кристаллическим полем (полем лигандов) [33], а также механизмы, специфичные для катализа в жидкой фазе. [c.42]

Классифицировать химические реакции в технологии можно и по другим признакам. Существенное значение имеет деление реакций на экзотермические и эндотермические, гомогенные и гетерогенные, некаталитические и каталитические. Для управления реакциями каждого из перечисленных типов необходимо знать и использовать не только общие закономерности химической технологии, но и специфические, особенно те, которым подчиняется течение гетероге1П1Ых и каталитических реакций. [c.31]

Выше были разобраны стадийные механизмы ряда типичных реакций окисления углеводородов. Характерными особенностями всех реакций являются независимое образование продуктов окисления из углеводородов при низких температурах и последовательное превращенпе углеводород кислородсодержащее соединение —> СО2 при высоких температурах. При увеличении молекулярного веса углеводородов и усложнении его строения (изосоединеиия, циклические п др.) образуется еще большее количество стадий и возрастают трудности, связанные с расшифровко механизма таких процессов. Даже для простых газов (окиси углерода, метана) в настоящее время не имеется данных о природе элементарных актов при их окислении. Поэтому построение стадийных схем часто основано на ряде качественных закономерностей, и возможность количественной проверки этих схем еще не достигнута. Однако существование даже таких схем ускорит постановку экспериментальных исследований с привлечением новых методов, которые позволят обнаружить перекисные радикалы на поверхности окислительных контактов, дадут возможность пересмотреть постулированные ныне механизмы окислительных процессов, а также позволят ближе подойти к решению вопроса об управлении селективностью процессов каталитического окисления углеводородов. [c.126]

Дальнейшее развитие каталитического синтеза теперь должно происходить лишь на основе совершенствования теории и методов изучения элементарных актов механизма реакций. Есть все основания считать, что уже в ближайшее время станет возможным посредством новейших физических и физико-химических методов глубже троникать в химизм процессов и надежнее определять механизм реакций. Это позволит полнее использовать инструмент существующих теорий для управления соответствующими процессами и, кроме того, объединить различные теории, отражающие разные стороны процессов. Очевидно, первоочередная задача теории катализа будет заключаться в том, чтобы вскрыть закономерности участия непрерывной формы организации вещества в химических реакциях, в частности, полнее изучить конкретные проявления матричного эффекта (в том числе и в гомогенных процессах) и его взаимную обусловленность с другими эффектами катализа. Не исключена возможность, что в основе матричного эффекта может находиться не только стерео-химическое соответствие между молекулой реагента и катализа-тором-бертоллидом, но и своеобразное энергетическое соответствие, которое проявляется в направляющем или ориентирующем действии энергетических ям , ложбин , каналов , пик и т. д. бертоллида по отношению к электронной структуре молекулы реагента. Если это так, тогда принципы матрицирования, а следовательно, и ориентирующего действия в известных пределах должны быть перенесены и на гомогенный катализ в растворах носителем матриц здесь могут быть стабильные структурные единицы растворов или вообще различного рода молекулярные соединения. Однако все это еще только задачи, или, как говорил Бутлеров,— большое поле для пытливого ума . [c.410]

Если Гп Гг, Го, а V относительно мало, то реакция имеет чисто гетерогенный характер. Если же соединение очень реакционноспособно, т. е. Го5 >Гг, а V велико, то реакция будет протекать как чисто гомогенная. В случае, когда ГгЗ>Го, а V достаточно велико, реакция будет носить гетерогенно-гомогенный характер. Очевидно, что 3 промежуточных случаях кинетические закономерности будут носить смешанный характер. Такая трактовка механизма, по мнению авторов, хорошо объясняет как экспериментальные данные, так и различие в поведении углеводородов разных классов. В силу этих особенностей создаются предпосылки для нового метода управления жидкофазными процессами окисления путем применения Каталитических систем, состоящих или из твердого катализатора и растворимого ингибитора, или из твердого катализатора и твердого ингибитора, или из суммы твердых катализаторов разных стадий процесса, или из других возможных сочетаний твердых и растворимых катализаторов и ингибиторов. [c.341]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология