Преимущества и недостатки гомогенного и гетерогенного катализа
Изготовление кат: Гомогенный- простое, Гетерогенный- сложное
Воспроизводимость свойств катализатора Гомог- хорошая, Гетер- сравнительно хуже
Стоимость- Гомог- сравнительно ниже. Гетер- высокая
Селективность кат- Гомог- высокая. Гетерг- сравнительно ниже
Необходимость учета диф-ых факторов- Гомог-отсутствуют, Гетер-необходимо создать условия для интенсификации массообмена
Тепмлообмен с окр средой Гомог- легко организуемый Гетер- сложно организуемый
Выделение kat из реакционной смеси Гомог- сложное Гетер-простое
Механизм гетерогенно-каталитического процесса.Области протекания гетерогенно-каталиических процессов.
1 внешняя диффузия молекул реагента из ядра потока и поверхности катализатора 2 внутренняя диффузия молекул в порах катализатора 3 адсорбции молекул на поверхности катализатора с образующимися промежуточными активными компонентами 
,4хим реакция,5десорбция молекл продуктов с поверх-ми,6внутр диффузия молекул продуктов в порах катализатора,7 внешняя диффузия молекул продуктов от поверхности кат в ядро потока
1,2,6,7-массообменные(диффузия)
3,4,5- химические.
в зависимости от того какая из стадий лимитирующая различают 3 области протекания Кат процессов
1)внешняя диффузия-лимитирующая стадия-диффузия к внешней поверхности,инструмент управления-гидродинамические факторы
2)внутренняя диффузия лимитирующая стадия диффузия внутренних пор Кат,инструмент управления-размеры пор кат
|
|
|
3)химическая реакция на поверхности кат,кинетические факторы
1 -самая неблагоприятная для ведения процессов работает только внешняя поверхность катализатора при экзотермических реакциях. Кат работает в местном температурном режиме ,т.к тепло не успевает отводится от поверхности. Селективность процесса низкая.Для интенсификации внешней диффузии увеличивают скорость подачи реагентов и увеличивают удельную поверхность контакта фаз.
2-В широких порах в-ва за счет молекулярной диффузии.В узлах порах увеличивают вероятность ударов молекул о стенки пор и скорость описывается другим законом..Во внутренней дифф-й области химическая реакция и диффузия протекает одновременно, работает внутр-я поверхность кат.
3-Самая благоприятная .Работает вся пов-ть кат.Выделяется тепло легко отводится и достигается высокая селективность процесса. Для увеличения скорости –кинетические факторы.
Требования предъявляемые к катализаторам. Причины дезактивации и способы её устранения. Типы промышленных катализаторов (модифицированные, смешанные, на носителях)
1-должны увеличивать Кат активность
2-увеличивать селективность целевой реакции
|
|
|
3-Простота получения,обеспечение хорошей восприимчивости св-в кат
4-увел-ть мех-ю прочность к сжатию,удару и стиранию
5-термическая стабильность (при увеличении температуры на 50-100 град кат не должен терять своих свойств
6-большой срок службы и легкая регенирация
7-небольшая стоимость
Причины дезактивации катализатора :
1. Старение-перестройка внутренней структуры катализатора , потеря его физических и механических свойств. Характеристика( Необратимость, естественность, равномерность). Нет способов борьбы.
2. Утомление – потеря активности вследствие неправильной эксплуатации, неестественный, неравномерный процесс
3. Спекание-перегрев катализатора, необратимы процесс. Способы борьбы- соблюдение температурного режима, организация правильного теплоотвода , введение структурообразующих добавок при приготовлении катализатора.
4. Зауглероживание- отложение на поверхности катализатора высоконденсированных ароматических структур (кокса) . Обратимый процесс. Способы борьбы- очистка сырья, введение в состав катализатора специальных добавок препятствующих отложению.
5. Минерализация- отложение на поверхности катализатора минеральных веществ. Обратимый процесс. Способы борьбы: окислительная регенирация , окисление катализатора в токе воздуха.
|
|
|
6. Отравление- блокировка активных центров на поверхности катализатора небольшими количествами веществ. Каталитическими контактными ядами . Отравление может быть обратимым и необратимым . Полным или специфичным, мгновенным или прогрессирующим. Способы борьбы: использование малочувствительынх катализаторов к каталитическим ядам, очистка сырья от каталитических ядов, предкаталз- перевод токсичных примесей вещества в нетоксичные .
Типы промышленных ктализаторов:
1) Модифицированные катализаторы. Модификатор – добавка к катализатору небольшого (до10 – 12 мас. %) количества другого вещества, каталитически не активного для данной реакции, но улучшающего те или иные качества катализатора (термостойкость, прочность, ядоустойчивость). Fe.
2) Смешанные катализаторы. Смешанными называют катализаторы, содержащие несколько каталитически активных для данной реакции составляющих, взятых в соизмеримых количествах.
3) Катализаторы на носителях. Носитель определяет форму и размер гранул, оптимальную пористую структуру, прочность, термостойкость, снижение стоимости. Иногда увеличивает активность (см. теорию поля лигандов). Классификация носителей: синтетические – силикагель, активированный уголь, оксид алюминия (g, a), керамика; природные – пемза, диатомит; по объему пор – пористые (более 10%), непористые (10 и менее %);
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 1438; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!