Катализ в нефтепереработке
Условия получения активных катализаторов
жүктеу/скачать 2,13 Mb. Pdf көрінісі
|
Теории катализа Лекция 4
- Бұл бет үшін навигация:
- Достоинства теории
- Цепная теория катализа
| Условия получения активных катализаторов:
1. Целесообразно катализатор готовить быстро. Чем быстрее идет процесс, тем больше вероятность образования неравновесных состояний, тем больше пересыщение поверхности, тем активнее катализатор. 2. При восстановлении катализаторов в динамических условиях следует увеличивать скорость подачи газа– восстановителя для максимального удаления продуктов реакции и создания максимального пересыщения. 3. При эндотермических процессах приготовления катализаторов, выгодно работать при максимально высоких температурах (до области спекания) с быстрым подъемом температуры. 4. Если катализатор готовится по многостадийному процессу, то каждую стадию следует проводить так, чтобы пересыщение суммировалось по стадиям и было максимальным. Достоинства теории 1. Впервые дана количественная трактовка связи свободной энергии поверхности с ее активностью. 2. Теория дает указание, как получить активный катализатор. Недостатки теории 1. Отсутствует представление о том, как построены активные центры. 2. Остается неясным вопрос о максимальном пересыщении: нельзя увеличивать пересыщение до бесконечности. 3. Недостаточно выяснен вопрос о стабильности полученных пересыщений. 4. В ряде случаев активность катализатора не зависит от способов его приготовления, а формируется в процессе разработки и эксплуатации катализатора. Цепная теория катализа Н. Н. Семёнов и В. В. Воеводский считали, что причиной ускорения каталитических процессов является цепной механизм реакции, который зарождается на поверхности катализатора благодаря его радикальному характеру, при этом катализатор рассматривается как радикал, дающий начало цепным превращениям. Для реакции А + В → С, протекающей на катализаторе в две стадии, имеем: K● + А → А● + K, А● + В + K→С + K●, При взаимодействии молекулы А с катализатором получается радикал А●, легко вступающий в дальнейшие превращения. Так иногда на поверхности твёрдого тела в результате взаимодействия с реакционной средой образуются радикалы, которые десорбируются в объём и дают начало цепным реакциям. Однако цепной механизм не является общим механизмом катализа. А. А. Ковальский (1946 г.) предложил метод, позволяющий экспериментально установить зону протекания каталитической реакции. Катализатор наносят на стенки реакционной трубки, помещают в центре и у стенки термопары, выводят реактор на рабочий режим и отмечают, где выше температура. Если при проведении экзотермической реакции температура в центре выше, чем у стенки, то можно говорить о протекании реакции не только на поверхности катализатора, но и в объёме. Однако, большинство реакций протекает на поверхности твёрдого катализатора. |