Контактные гомогенного катализа

Несмотря на первые неудачи, по инициативе Н. Н. Семенова поиски гомогенной составляющей в обычном гетерогенном газовом катализе упорно продолжались. В конце 30-х годов это явление было открыто и в дальнейшем были уточнены условия и границы его существования. Большое значение для доказательства факта гомогенного катализа имела разработка А. А. Ковальским и М. Л. Богоявленской [И] простого экспериментального метода раздельного калориметрирования. Применив этот метод и подробно изучив кинетику реакций, А. А. Ковальский с сотрудниками впервые однозначно доказали наличие гомогенной составляющей в контактном образовании серы восстановлением сернистого газа окисью углерода и водородом на окиси алюминия и природном боксите. [c.486]

При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в одном физическом состоянии и образуют однофазную (однородную) систему. Гетерогенный или контактный) катализ протекает в неоднородной (многофазной) системе, в которой катализатор (контакт) и реагирующие вещества находятся в разных фазах и отделены друг от друга границей раздела фаз (межфазной поверхностью). Большинство промышленных каталитических процессов относится к гетерогенном/ катализу. [c.463]

Гетерогенный катализ, т. е. процесс, в котором катализатор и реагенты находятся в разных фазах, имеет в современной химической технике особенно широкое распространение. Так, например, синтезы аммиака, азотной кислоты, серной кислоты (по контактному методу), метилового спирта, искусственного каучука, моторных топлив и др. из газообразных реагентов осуществляются с применением твердых катализаторов. Явления гетерогенного катализа сложнее и разнообразнее явлений гомогенного катализа. [c.70]

Все многообразие каталитических процессов целесообразно свести к двум общим случаям катализа гомогенного и гетерогенного. Первый характеризуется принадлежностью реагирующих веществ н катализатора к одной и той же фазе, второй — к разным. Например, если вся система газообразна или представляет собой раствор, имеем случай гомогенного катализа. Сюда относится, в частности, получение серной кислоты по нитрозному методу. Напротив, контактный метод является случаем гетерогенного катализа, так как твердый катализатор ускоряет здесь реакцию между газообразными веществами. [c.342]

Сделаны первые попытки создания радикально-цепной теории, основанной на трактовке активных центров как свободных валентностей [58, 2] и на механизмах полупроводникового катализа. Влияние контактных реакций на орто-шра-превращение водорода и изотопный обмен целыми радикалами при этих реакциях [59] указывают на существование лабильных радикалов или радикалоподобных форм при классическом органическом ка-та лизе. В то же время делается очевидным, что как и в гомогенном катализе, в жидкостях в качестве отправного элементарного акта чаще, чем образование обычных ковалентных связей и переход электронов, происходит образование лабильных комплексов присоединения со всем широким набором химических связей, встречающихся в электронной химии лигандов и твердых тел. Дальнейшая конкретизация структуры и свойств этих соединений и изучение закономерностей химии двухмерных поверхностных координационных соединений — задача ближайшего времени. Вторая актуальная задача — установление роли свободных радикалов и цепных реакций в осуще- [c.511]

Явление изменения скорости протекания химической реакции, вызываемое различными катализаторами, называется катализом. Различают однородный (гомогенный) и неоднородный (гетерогенный) катализы. При неоднородном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в разных состояниях (фазах), при эюм часто катализатор является твердым телом, а реагирующее вещество находится в жидкой или газовой фазе. К последнему типу катализа относится и каталитический крекинг иногда такие каталитические процессы называют контактными, а твердые катализаторы контактными веществами или просто контактами. [c.44]

Концентрация активатора Са имеет значение в гомогенном и в гетерогенном катализах (рис. 4, кривая 2). Избыток активатора при гетерогенном катализе может вызвать экранирование собственно катализатора в зернах контактной массы.. .......- [c.37]

Гетерогенный катализ характеризуется тем, что катализатор находится в ином фазовом состоянии по сравнению с реагирующими веществами. Например, в контактном способе получения серной кислоты окисление SO 2 кислородом осуществляется в присутствии твердого катализатора. Механизм гетерогенного катализа гораздо сложнее, чем гомогенного. Одной из начальных стадий является процесс адсорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора с последующим образованием промежуточных соединений между молекулами реагента и атомами (или ионами), расположенными в поверхностном слое катализатора. Далее промежуточные продукты, характеризующиеся гораздо меньшей энергией активации, легко реагируют друг с другом. Следовательно, основная суть катализа — снижение энергии активации реагирующих веществ. [c.83]

Если катализатор и реагирующие вещества находятся в одной и той же фазе, катализ называется гомогенным, если же в разных фазах, между которыми имеется граница раздела, — гетерогенным, или контактным. [c.470]

Опыт показал эффективность применения КС инертного материала для быстрого охлаждения (закалки) продуктов реакции, способных к дальнейшим гомогенным превращениям в бесполезные вещества при температуре катализа. Схема контактного аппарата с закалочным слоем инертного материала представлена на рис. 5.5. [c.265]

Гомогенно-каталитические реакции делят на реакции в газообразной системе и реакции в жидкой системе, последние, в свою очередь, подразделяют на реакции катализа кислотами, основаниями и солями. Гетерогенный катализ удобнее всего исследовать по типам реакций (окисление, гидрогенизация, полимеризация и др.), на которые влияют контактные вещества с определенными свойствами. [c.176]

Вместе с тем наблюдается тенденция перехода от гомогенного к гетерогенному катализу, как, например, переход от камерного к контактному способу получения серной кислоты. Это объясняется производительностью и технологичностью гетерогенного катализа, его высокой селективностью и, как следствие этого, большей чистотой продуктов гетерогенного катализа по сравнению с гомогенными. Наконец, в последние годы обнаружилась, тенденция к замене ферментативного катализа гетерогенным. Это связано с большей доступностью сырья для гетерогенных каталитических процессов по сравнению с ферментативными. [c.185]

Далее, поскольку глубокий механизм каталитических реакций — как гетерогенных, так и гомогенных — является электронным, то к их описанию можно приложить весь сегодняшний арсенал квантовой химии. Сюда относятся расчеты электронной структуры молекул, их реакционной способности, потенциальных поверхностей реакции и т. д. Специфика гетерогенного катализа, однако, состоит в том, что при контактных процессах в электронном механизме реакции непосредственное участие принимают твердые тела. Корректный учет взаимодействия субстрата с поверхностью катализатора значительно усложняет задачу, требует привлечения аппарата теории энергетической зонной структуры, теории поверхностных состояний и т. н. Несмотря на указанную трудность, число работ по квантовой химии гетерогенного катализа постоянно растет. И хотя в настоящее время такие работы чаще всего посвящены исследованию сравнительно небольших сорбционных комплексов или простейших модельных реакций, несомненно, что уже в недалеком будущем квантово-химические расчеты найдут широкое применение в прогнозировании гетерогенных катализаторов для процессов, представляющих практический интерес. На решение этой же задачи нацелены и широко развиваемые теперь методы корреляции кинетических и термодинамических параметров. К гетерогенно-каталитическим реакциям с учетом их некоторых особенностей уже применяют с определенным успехом уравнения линейных соотношений типа Бренстеда, Гаммета — Тафта, Воеводского — Семенова и аналогичные. Широко [c.5]

Объем пор, как правило, непригоден в качестве реакционного пространства и генерация активных частиц на их стенках эффективна только в исключительных случаях. Поэтому реакция может идти только в зазорах между зернами, форма которых неправильна, и зависит от размеров и формы зерна. Более выгодные условия должны быть при использовании катализаторов во взвешенном слое (рис. 2, б). Это, по-видимому, подтверждает одна из последних работ М. В. Полякова [23, б]. Но п в этом случае основная часть поверхности катализатора, выходящая в поры, и объем последних не используются в катализе. Для усиления роли гомогенных стадий контактных процессов катализатору следует придавать соответствующую форму и текстуру и, в частно- [c.490]

Катализ называется гомогенным, когда катализатор составляет с реагентами одну фазу. Если же катализатор представляет собой отдельную фазу, то катализ называется гетерогенным. Гетерогенно-каталитические реакции называют также контактными, а соответствующие катализаторы контактами. [c.800]

Показатель степени величины е отрицателен, следовательно, с повышением температуры скорость реакции возрастает, а с увеличением энергии активации уменьшается. Энергия активации процесса окисления SO в SOg очень велика, и потому в отсутствие катализатора (гомогенное окисление) реакция практически не идет даже при высокой температуре. В присутствии твердых катализаторов (гетерогенный катализ) энергия активации понижается и скорость реакции возрастает. Таким образом, роль ванадиевой контактной массы как катализатора состоит в понижении энергии активации. [c.28]

Контактные процессы или реакции гетерогенного катализа обычно протекают на границе раздела фаз катализатора и реакционной системы. В последние годы получен ряд экспериментальных данных доказывающих, что при некоторых гетерогенных каталитических реакциях значительная часть реагирующих веществ испытывает превращение в газовом объеме и роль поверхности катализатора ограничивается зарождением реакционных цепей, переходящих затем в объем. Но такие реакции, для которых был предложен термин гетерогенно-гомогенные процессы , немногочисленны. [c.48]

Как следует из данных рис. II.2 (кривая ), изменение концентрации активатора влияет на активность катализатора в гомогенном и в гетерогенном катализе. Так, избыток активатора при гетерогенном катализе может вызвать экранирование собственно катализатора в зернах контактной массы. [c.57]

До сих пор мы в основном рассматривали роль хемосорбции в катализе как генератора активных центров для процесса, развивающегося в гомогенной среде. Гораздо чаще в гетерогенном катализе встречаются процессы, все основные этапы которых совершаются на поверхности. Объемное продолжение при этом либо вовсе отсутствует, либо вызывает только незначительные побочные процессы. В таких случаях катализ сводится к совокупности двумерных поверхностных реакций, и роль хемосорбции делается решающей. Роль хемосорбции в ряде случаев различна для более простых контактных реакций, состоящих из двух-трех основных стадий и протекающих без конкурирующих параллельных процессов, и для более сложного катализа, в котором решающую роль играют специальные внутренние кибернетические функции, представленные ниже [1, 21 [c.48]

Разберем конкретный пример гомогенного катализа, ксясняющий общую схему (I), (2). Вспомним, что при контактном способе получения серной кислоты окпсле-ине ЗОг в 50з может протекать только каталитически в присутствии катализаторов УгОз, Р1 или РегОз, т. е, со всех этих случаях будет происходить гетерогенный катализ. Но окисление ЗОг в 50з можно проводить и а помощью других катализаторов, например N0. В этом, случае происходит уже гомогенный катализ [c.132]

В 3, гл. V мы очень подробно останавливались иа особенностях катализа при окислении SO2 в SO3, напомним, что здесь используют как гетерогенный катализ (при контактном способе получения серной кислоты), так н гомогенный катализ (при нитрозилсер-ном способе). [c.296]

Существует два промышленных способа получения серной кислоты — контактный и башенный, или нитро-аилсерный. Сильно концентрированную серную кислоту и олеум получают в основном контактным способом. Менее концентрированную кислоту (78%-ный раствор), используемую при производстве удобрений, получают камерным способом, основанном на гомогенном катализе при окислении SO2 в SO3 в присутствии окислов азота. [c.296]

Серная кислота N2804. Серная кислота имеет огромное промышленное значение и производится в больших количествах, чем другие. Первой стадией в производстве является сжигание серы и получение ЗОг. Последующее окисление ЗОг до 80з проводят в условиях гомогенного катализа окислами азота (камерный процесс) или гетерогенного катализа над платиной (контактный процесс). Коммерческая серная кислота обычно представляет собой 98%-ный раствор в воде (18 М раствор). Чистое вещество можно получить в виде бесцветной жидкости путем добавления нужного количества ЗОз для реакции с оставшейся Н2О. В жидком и твердом состоянии кислота построена из тетраэдров 804, связанных водородными связями. [c.208]

Каталитические процессы, вообще говоря, делятся на две большие группы. К первой группе относятся те химические превращения, при которых взаимодействующие продукты и катализатор образуют систему однофазную или гомогенную в этом случае говорят о гомогенном катализе или о гомогенном каталитическом процессе. Ко второй лруппе относятся те химические превращения, при которых реагирующие продукты и катализатор образуют многофазную или гетерогенную систему (находятся в различных агрегатных состояниях) в этом случае говорят о гетерогенном катализе, гетерогеннокаталитических процессах или о контактных каталитических процессах. [c.373]

Если аппаратурное оформление гомогенного катализа не требует сооружений специальной конструкции, то аппаратура гетерогенного катализа, и особенно контактные аппараты, в которых газообразные реагенты взаимодействуют на твердых катализаторах, специфична и разнообразна. Контактные аппараты должны работать непрерывно, обладать высокой интенсивностью, обеспечивать температурный режим процесса, близкий к оптимальному. Конструкции контактных аппаратов различаются в зависимости от способа контакта газов с катализатором, подвода или отвода тепла и т. п. По этим признакам контактные аппараты подразделяются на 1) контактные аппараты поверхностного контакта (катализ на стенках, трубках, катализаторных сетках) 2) контактные аппараты с фильтрующим слоем катализатора 3) контактные аппараты со вжшенным (псевдоожиженным) слоем катализатора [c.127]

Концентрация активатора Сакт может сказываться как в гомогенном, так и в гетерогенном катализе (рис. 49, кривая 2). Избыток активатора нри гетерогенном катализе может вызвать экранирование собственно катализатора в зернах контактной массы. [c.85]

Каталитические процессы можно разделить на дне большие группы. К первой группе относятся химические превращения, при протекании которых взаимодействующие вещества и катализатор образуют однофазную, или гомогенную, систему в этом случае п()оисходит гомогенный каталитический процесс (г о м о г е н-н ы й катализ). Вторую группу составляют химичес-кие превращения, в ходе которых реагенты и катализатор образуют многофазную, или гетерогенную, систему, т. е. находятся а различных агрегатных состояниях в этом случае протекают гетерогенно-каталитические, или контактно-каталитические, процессы (гетерогенный катализ). [c.395]

При произйодстве серной кислоты контактным способом в контактном аппарате, наполненном платинированным асбестом, получают 50., из ЗО и кислорода. Какова роль платины в этом процессе Гомогенный или гетерогенный катализ имеет место в данном случае [c.49]

Концентрация активатора Са имеет значер в гомогенном и гетерогенном катализах (рис. 1.2, кривая Избыток активатора при гетерогенном катализе может вызвг экранирование собственно катализатора в зернах контактн массы. [c.32]

Предельный случай идеального смешения совнадает с приближением гомогенной реакционной зоны, с которым мы уже имели дело в теории горения. Этот случай осуществляется для гомогенных реакций в турбулентном реакторе, а для контактных про- цессов (гетерогенный катализ) — в псевдоожиженном (кипящем) слое. В предельном случав идеального вытеснения исходная смесь не перемешивается с продуктами реакции и состав ее меняется только по мере протекания реакции. Такой режим мог бы осуществляться в ламинарном потоке, который в технических приложениях, как правило, не используется. В обоих указанных приближениях не учитывается неравномерность концентраций и тем-пертур в поперечном направлении, т. е. используются средние значения этих величин по сечению. [c.450]

Работоспособность металлополимерных материалов и деталей обусловлена адгезией полимера к металлу, зависящей от множества факторов физико-химических свойств полимера и металла, наличия в полимере наполнителей, стабилизаторов и т.д., технологии получения металлополимерного контакта и т.д. При контакте полимера и металла из/меняются свойства граничных слоев обоих материалов [10, 12, 17]. Металлы могут ускорять и подавлять кристаллизацию полимеров, изменять скорость термической и окислительной деструкции макромолекул, разрыхлять или уплотнять ИХ упаковку. Влияние металла на структуру полимеров может простираться на десятки и сотни микрон. Расплавы полимеров могут разрушать поверхностные слои металлов, ускорять или тормозить окисление металла. Появление металлов и их соединений в объеме полимеров обусловливает переход от гетерогенных контактных процессов, инициируемых металлами, к гомоген ным. Например, при окислении расплава полиэтилена в контакте со свинцом гетерогенный катализ окисления сменяется гомогенным, обусловленным диффузией в расплав свинецсодержащих продуктов реакций [20]. [c.15]

Если реакция гомогенна (протекает в однородном растворе или в смеси газов) и катализатор находится в той же фазе (растворен в том же растворе или прибавлен к газовой смеси тоже в виде газа), то катализ называется гомогенным. Если катализатор образует обособленную фазу, то катализ называется гетерогенным. Наиболее распространенными случаями последнего будут те, когда катализатор представляет твердую поверхность, катализирующую реакцию между газами или растворами (контактный каталиsj. В гетерогенном катализе физическое состояние катализатора (состояние поверхности, степень раздробления и т. д.) играет не меньшую роль, чем его химическая природа. [c.452]

Зарождение и обрыв цепей. Первоначальная энергия активации, которая необходима для зарождения цепи, можег быть приобретена молекулой разными способами. В фотохимических реакциях она подводится поглощенным квантом света, а темновых — другими путями. Чаще всего цепь начинается с молекулы, сидящей на поверхности катализатора, на стенке сосуда или на другой твердой поверхности. В этих случаях зарождение цепи является обычным процессом контактного катализа, описанного в 373. В случае гомогенной реакции энергия активации, необходимая для зарождения цепи, получается в результате промежуточной реакции с катализатором. Например каталитическое действие паров натрия на реакцию H2 + l2 = 2H l (в темноте) объясняется по Поляньи реакцией Na -f I2 = Na l -f- I, не требующей энергии [c.478]

Реакторы, в которых осуществляются каталитические процессы, называют контактными аппаратами. Устрор1ство контактных аппаратов весьма разнообразно и зависит от способа контакта между катализатором и реагирующими веществами (гомогенный и гетерогенный катализ), характеристик потока взаимодействующих веществ (реакторы вытеснения и смешения), способа осуществления теплообмена (реакторы с теплообменом непосредственно в реакционной зоне и реакторы с выносными теплообменниками), требуемого температурного режима в реакционной зоне (реакторы с политермическим, адиабатическим или изотермическим температурным режимом). [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология