химический каталог




Технология катализаторов

Автор И.П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.И.Дерюжкина

затора, при этом теплоту сгорания кокса используют для двух целей: ]) катализатор нагревается до 600 "С и, таким образом, при поступлении его в реактор компенсируется эндотермический эффект крекинга; 2) топочные газы из регенераторов служат для получения пара! Транспортируется катализатор между реактором и регенератором частично самотеком, а частично пневматически по трубам.

Продукты катализа очищают от пыли, тяжелых углеводородов и разделяют на фракции в ректификационных колоннах с получением, как правило, бензина.

Роль катализа не исчерпывается, конечно, приведенной выше типичной схемой. Некоторые производства (например, аммиака) включают ряд последовательных каталитических процессов. В других случаях каталитические процессы являются вспомогательными операциями (например, процессы каталитической очистки отходящих газов). Естественно, что такие производства не относятся к числу каталитических, хотя и включают каталитические процессы.

Глава 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КАТАЛИЗЕ И КАТАЛИЗАТОРАХ

ОСНОВНЫЕ понятия

Катализом называют увеличение скорости химических реакций или возбуждение их в присутствии катализаторов, которые участвуют в реакции, вступая в промежуточное химическое взаимодействие с реагентами, но восстанавливают свой химический состав при окончании каталитического акта. Обычно катализатор многократно вступает в такое взаимодействие, повышая скорость химической реакции в течение длительного времени и образуя продукты реакции, масса которых может превосходить массу самого катализатора в тысячи раз.

Если нроцессы катализа рассматриваются применительно к производственной практике, то используют термин «промышленный катализ». В теории катализа описывается механизм и кинетика каталитических реакций на молекулярном и ионном уровне (микроуровне), в промышленном же катализе, который здесь излагается, изучается макрокинетика, т. е. кинетика каталитических процессов, включающих собственно химическую реакцию к стадии подвода реагентов в зону реакции и отвода продуктов (диффузионные процессы).

Катализ может нарушиться в результате изменения состава и структуры катализатора, происшедшего из-за побочных химических реакций или механических и температурных воздействий. При возбуждении разветвленных цепных реакций, в частности реакций, приводящих к взрыву, возможно в принципе и однократное участие катализатора в химической реакции.

Энергия Гиббса катализатора до акта катализа и после него неизменна. Поэтому в одномаршрутных обратимых реакциях катализатор ускоряет достижение равновесия, но не смещает его.

Константа равновесия К любой химической реакции определяется изменением энергии Гиббса Ag при данной абсолютной температуре Т:

\п к = t^gHRT), (1.1)

кроме того

Ag = TAS — AH. (1-2)

Здесь R — газовая постоянная, равная 8,315 Дж/(моль-К); AS — изменение энтропии системы, Дж/(молЬ'К); АН — изменение энтальпии, т.е. тепловой эффект реакции, обычно обозначаемый в технологии qp, Дж/моль.

2*

19

Ускоряющее действие катализаторов весьма специфично и сильно отличается по эффективности и механизму воздействия от влияния других параметров процесса. Как известно [18, 19], скорость технологического процесса можно повышать, изменяя температуру, давление, концентрацию реагентов, применяя перемешивание реагирующих масс и катализаторов.

(1.3)

Скорость процесса и выражают изменением количества продукта Сп, его концентрации С„ и степени превращения х основного исходного вещества во времени т. Соответственно уравнение скорости процесса в проточных реакторах для процессов, протекающих при незначительном осевом (продольном) перемешивании реагентов с продуктами реакции [19], будет иметь вид:

v dx

комплекс; ?гом образования АВ;

? энергия активации активированной адсорбции более трудно сорбируемого исходного компонента; е% — энергия активаци и десорбции продукта; — энергия активации образования активированного комплекса (реакции); qa — теплота экзотермической адсорбции; ^д — теплота экзотермической десорбции; АН — общее изменение энергии в реакции, т. е. разность энтальпий реагентов и продукта экзотермической реакции; °Р » (1.3a)

Здесь v — реакционный объем (в гетерогенно-каталитических процессах — насыпной объем катализатора); k — константа скорости процесса; ДС — движущая сила процесса (произведение действующих концентраций реагирующих веществ).

Движущую силу процесса можно увеличить, повышая концентрации реагентов С и давление Р до оптимальных значений. Перемешивание приводит к увеличению k только в случаях медленной диффузии реагентов в зону реакции. Температура — наиболее универсальное средство интенсификации технологических процессов, повышение ее ускоряет химические реакции и в меньшей степени диффузию. Однако рост температуры ограничен термостойкостью материалов и в обратимых экзотермических процессах приводит к уменьшению АС. Таким образом, интенсифицирующее действие всех параметров технологического режима, за исключением действия катализаторов, возможно лишь до определенного предела.

Кат

страница 7
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113

Скачать книгу "Технология катализаторов" (2.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
земельные участки по новорижскому шоссе до 100 км
магнитные наклейки на автомобиль купить
размер офисного стула
сколько стоят билеты на систем оф э даун

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.04.2017)