Механизмы каталитических процессов

Арендный блок

9. механизмы каталитических процессов

Основные механизмы катализа. Каталитические процессы, обусловленные переносом электрона (окисление, восстановление. гидрирование. дегидрирование. разложение нестойких кислородсодержащих соединений), относят к окислительно-восстановительному катализу. Типичными катализаторами для них являются переходные металлы и их соединений: простые оксиды (V2O5, MnO2, МоО3, Сr2О3), шпинели (Fe3O4, CuCr2O4), сульфиды (MoS2, WS2) и др.; для реакций в растворах - соли и комплексные соединений переходных металлов. Высокая каталитическая активность этих веществ объясняется тем, что атомы переходных металлов могут существовать в различныхстепенях окисления. изменение которых не требует больших энергетических затрат. В результате перенос электрона от реагента к катализатору осуществляется легче, чем в отсутствие катализатора от восстановителя к окислителю. При одноэлектронном переходе образуются своб. радикалы, далее участвующие в реакции. Например, при переходе одного электрона от активного центра молибденового катализатора к кислороду образуется ион-радикал О2, участвующий далее в каталитическом окислении (Мо5+ + О2 : Мо6+ + О2; О2 + СnНm : продукт). Существует окислит.-восстановит. катализ с многоэлектронным механизмом, при котором не образуются свободные радикалы в качестве промежуточных частиц. Многоэлектронные переходы между катализатором и реагирующими молекулами возможны, если в активный центр катализатора входят несколько атомов переходного металла. Напр., в разложении Н2О2 активны комплексные соединения, содержащие 2 иона Fe3+; в восстановлении молекулярного азота до N2H4 - комплексные соединения, содержащие 2 или более ионов V2+.К процессам кислотно-основного катализа относятся каталитический крекинг, гидратация, дегидратация, мн. реакции изомеризации, конденсации орг. веществ. Типичные катализаторы для этого класса процессов - вещества, способные передавать или принимать протон от реагентов или же способные к гетеролитических взаимодействий с реагентами (без разделения пары электронов). Среди этих веществ - протонные (H2SO4, CH3COOH, HF) и апротонные (BF3, AlCl3) кислоты, аморфные и кристаллические алюмосиликаты, Аl2О3, фосфаты, сульфаты. Активными центрами в них является протонный центр Н+ (центр Брёнстеда) или акцептор электронной пары, например, атом Аl (центр Льюиса). Реже применяются катализаторы основного характера (растворенные основания, твердые CaO, MgO и др.).

28.Основные требования к промышленным катализаторам

Требования к катализаторам для каталитического крекинга соляровых дестиллатовВыбор марки контактной массы обусловлен, главным образом, технико-экономическими показателями эффективности ее применения и условиями эксплуатации в кипящем слое. Основное требование к катализатору в этом случае — повышенная устойчивость к истиранию, разумеется, при достаточно высокой активности. Параллельно следует учитывать и фактор индифферентности катализатора к контактным ядам, присутствующим в газовой смеси.При вторичном риформинге предъявляются повышенные требования к катализатору. Исходный газ, имеющий температуру 750—800° С и содержащий На, СО, СОа, НаО и до 10% СН4 (в сухом газе), снова приводится к равновесию при температурах до 1000° С, в результате чего снижается содержание метана до 0,2% (см. рис. 19, 22, 28). Необходимая температура достигается введением воздуха, который, кроме того, дает азот для синтеза аммиака. Воздух смешивается с исходным газом над слоем катализатора, и начинается быстрая реакция. Возможно, что в зоне пламени происходит паровой риформинг и это несколько понижает температуру. Но теоретическую температуру пламени легче всего вычислить, если пренебречь этим эффектом. Она может превышать 1200° С в зависимости от расхода воздуха, температуры подогрева реагентов и т. д. Затем температура падает и на выходе составляет около 1000° С. Следовательно, катализатор вторичного риформинга должен быть способен противостоять без разрушения и усадки температурам 1200—1300° С. 

53 Производство катализаторов гидрирования и дегидрирования

Гидрирование растительного масла. Одна из важнейших в практическом отношении реакций гидрирования – неполное гидрирование растительных масел до маргарина, кулинарного жира и других пищевых продуктов. Растительные масла получают из соевых бобов, семян хлопчатника и других культур. В их состав входят эфиры, а именно триглицериды жирных кислот с разной степенью ненасыщенности. Олеиновая кислота СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН имеет одну двойную связь С=С, линолевая кислота – две и линоленовая – три. Присоединение водорода с разрывом этой связи предотвращает окисление масел (прогоркание). При этом повышается их температура плавления. Твердость большинства получаемых продуктов зависит от степени гидрирования. Гидрирование проводят в присутствии мелкодисперсного порошка никеля, нанесенного на подложку, или никелевого катализатора Ренея в атмосфере водорода высокой степени очистки.Дегидрирование. Дегидрирование – это тоже важная в промышленном отношении каталитическая реакция, хотя масштабы ее применения несравнимо меньше. С ее помощью получают, например, стирол – важный мономер. Для этого дегидрируют этилбензол в присутствии катализатора, содержащего оксид железа; протеканию реакции способствуют также калий и какой-нибудь структурный стабилизатор. В промышленных масштабах осуществляют дегидрирование пропана, бутана и других алканов. Дегидрированием бутана в присутствии алюмохромового катализатора получают бутены и бутадиен.

16. МЕЖФАЗНЫЙ КАТАЛИЗ

Межфазный катализ, ускорение р-ций в гетерофазных системах при добавлении т. наз. катализаторов фазового переноса (межфазных катализаторов). Используется обычно в системах жидкость - жидкость (обычно водный р-р - орг. р-р) и твердая фаза - жидкость (как правило, орг. р-р), реже в системах газ-твердая фаза и газ -жидкость. В качестве межфазных катализаторов (К.) гл. обр. используют четвертичные аммониевые и фосфониевые или др. ониевые соли, напр. тетрабутиламмонийбромид, бензилтри-этиламмонийхлорид, трибутилгексадецилфосфонийбромид, а также алифатич. полиэфиры-полиэтиленгликоль, краун-эфиры, криптанды, напр. 18-краун-6-эфир, 1,10-диаза-4,7,13, 16,21,24-гексаоксабицикло[8.8.8]гексакозан (криптанд). К. могут быть иммобилизованы на неорг. носителях (Аl2О3, SiO2, металлы и др.) или связаны с полимером ("трифазный катализ").Механизм действия К. зависит от того, в какой фазе протекает р-ция с субстратом и образование продукта. Так, при нуклеоф. замещении неорг. анионом последний переносится К. из водной или твердой фазы в органическую, где реагирует с субстратом. Анион, переведенный К. в орг. фазу, мало сольватирован ("голый" анион), что резко повышает его реакц. способность.

24.теория катализа полиэдрами

Высокая симметрия координационных полиэдров обусловливает вырожденность электронных термов для многих комплексных соединений и их структурные деформации, вызванные эффектами Яна—Теллера. Проявления этих эффектов могут носить как статический характер — стабилизация структуры пониженной симметрии, так и динамический, когда искажение сравнительно мало и приводит к структуре, занимающей неглубокий минимум на ППЭ системы. Такие структуры претерпевают быстрые перегруппировки между несколькими эквивалентными ядерными конфигурациями, т. е. находятся в состоянии вырожденного динамического равновесия. Статический или динамический характер искажения ЯнаТелВ л-комплексах алкенов с изолированной двойной связью центр связи занимает место донорного атома в координационном полиэдре. Например, в этилендиметиламин-гранс-дихлороплати-не(И)Очень часто бидентатно координируемый оксо-анион занимает позицию в узле координационного полиэдра, характерного для низкого КЧ. Например, нитрат-ионы в анионе соединения (МО)2[У( Оз)5] расположены в вершинах тригональной бипирамиды. Это приводит к появлению специфических (далеких от идеализированных) конфигураций для истинного удвоенного КЧ. Такое поведение особенно характерно для комплексов крупных высокозарядных катионов (тория, циркония, лантана и др.)Общие принципы номенклатуры дополняются рядом правил, позволяющих различать по наименованию изомеры одной и той же комплексной частицы. Во-первых, указывается идеализированная конфигурация координационной сферы. В системе Пастернака индекс конфигурации состоит из КЧ и одной из букв алфавита 4/1 — тетраэдр, 4В — квадрат и т л. Для каждой конфигурации указывают нумерацию положений донорных атомов в координационной сфере (см. 2.1). Эта нумерация осуществляется строчными буквами латинского алфавита сверху вниз (т. е. верхняя вершина координационного полиэдра имеет индекс а) веришны полиэдра, лежащие в одной горизонтальной плоскости, нумеруют подряд по часовой стрелке. 

55. производство алюминиевого катализатора Изобретение относится к производству катализаторов для гидроочистки нефтяных дистилляторов. Способ заключается в прокаливании носителя-оксида алюминия в известном диапазоне температур, но при регламентируемой влажности применяемого при регламентируемой влажности применяемого при прокалке воздуха (от 0,5 до 5,0 г/м3). При этом предусматривается использование носителя полученного смешением холодной и горячей модификаций гидроксида алюминия в массовом соотношении 1 : 2 или иным преобладанием горячей модификации. Алюмоникельмолибденовый и алюмокобальтмолибденовый катализаторы, полученные на таком носителе, позволяют получать гидрогенизаты с остаточным содержанием серы 25030 мг/кг из фракции дизельного топлива 200 - 300°С с количеством серы 5000 мг/кг. Степень обессеривания превышает 99%. Изобретение относится к производству катализаторов гидроочистки нефтяных дистиллятов.

В качестве носителя для катализаторов гидроочистки широко используется оксид алюминия. Наиболее распространенный способ его производства заключается в получении гидроксида алюминия по специально разработанным технологиям с последующим его превращением в оксид путем термообработки. Высушивание сформованного носителя проводят при 100-120оС, а прокаливание при 480-550оС [1] В качестве носителя предпочитают использовать гамма-оксид алюминия, отличающийся высокой термостойкостью.Катализаторы гидроочистки, полученные пропиткой оксида алюминия растворами соединений молибдена и никеля (кобальта), более активны, чем те же катализаторы, полученные соосаждением с гидроксидом алюминия. В промышленных условиях прокаливание гранул оксида алюминия ведут в токе дымового газа или воздуха, что целесообразнее, так как воздух содержит значительно меньше водяного пара.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

9.docx

9.docx
Размер: 21.2 Кб

.

Пожаловаться на материал

Основные требования к промышленным катализаторам. Производство катализаторов гидрирования и дегидрирования. Теория катализа полиэдрами. Производство алюминиевого катализатора

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Социальная активность младшего школьника

В настоящее время среди исследователей отсутствует единство в определении понятия \"социальная активность\".   Социальная активность - способ существования и развития личности как субъекта общественной жизни. Механизмы социализации.

Виды природных ресурсов

Природными ресурсами - называются элементы природы, которые являются средствами существования человеческого общества  и используются им в процессе хозяйственной деятельности.

Поняття грошово-кредитної політики

Курсова робота. Завдання курсової роботи: сутність поняття грошово-кредитна політика, її основні цілі та інструменти; основні етапи становлення та розвитку; узагальнити зарубіжний досвід стосовно реалізації грошово-кредитної політики; аналіз сучасного стану грошово-кредитної політики України та виявити основні інструменти, які використовуються при її реалізації; перспективи розвитку грошово-кредитної політики України.

Рекомендации по ведению дневника производственной практики

Ввод данных в электронной таблице EXCEL

Лабораторная работа. Цель работы: Выполняя последовательно предложенные ниже упражнения, вы познакомитесь с основными приёмами работы с электронной таблицей

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok