Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат на тему:

Катализацийни и электрохимические процессы.

Катализный называют такие технологические процессы, в ходе которых главным движителем является катализатор.

1.1. Понятие о катализе и его виды

катализ (от греч. - разрушение) называют изменение скорости химических реакций в присутствии катализаторов.

Катализаторами называют вещества, которые изменяют скорость химическими реакций, а сами (химическими и количественно) остаются неизменными.

В наше время Катализный процессы составляют основу многих технологий. При использовании катализаторов скорость химическими реакций увеличивается в тысячи даже миллионы раз. Катализный процессы лежат в основе производства бензина, аммиака, серной и азотной кислот, спиртов, альдегидов и т.д.. Катализ широко используют в процессе производства лекарственных веществ, моющих средств.

Катализ лежит в основе перспективных способов производства жидкостного топлива из угля, сланцев, торфа.

Все шире используют катализ для охраны окружающей среды от загрязнения сточными водами, вредными промышленными газами.

В большинстве Катализный процессы являются непрерывными, замкнутыми, безотходными, энергосберегающими, очень продуктивными. Катализный процессы по технико-экономическим показателям не имеют себе равных.

Катализ - явление своеобразное: для получения каждого отдельного вида продукции используют свой катализатор.

Роль катализаторов выполняют твердые, жидкостные и газовые вещества.

Твердые катализаторы - это металлы (медь, серебро, платина, хром и др.). и оксиды (V2O5, Si02, Al203, алюмосиликаты и др.).

Жидкостные катализаторы - это кислоты и щелочи, например серная кислота (H2S04), фосфорная кислота (Н3РО4).

Газовые катализаторы используют очень редко.

зависимости от агрегатного состояния катализатора и реагирующих веществ (сырья) Катализный процессы разделяют на гомогенные и гетерогенные. Между ними нельзя провести четкой границы.

1. Гомогенный катализ. Гомогенным катализом называют такой катализ, в ходе которого составляющие сырья и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии, чаще всего это газ или жидкость.

Например, производство этилового спирта из этилена гидратацией (от греч. - вода).

гидратации называют присоединение воды к различным веществам.

Роль катализатора выполняет серная кислота (H2S04).

Гомогенный катализ происходит с большой скоростью. Однако он имеет следующие недостатки:

сложно отделить катализатор от готовой продукции

загрязнения полученной продукции катализатором

потери катализатора.

2. Гетерогенный катализ. Гетерогенным катализом называют такой катализ, в ходе которого составляющие сырья и катализатор находятся в разных агрегатных состояниях.

Катализный реакция проходит на границе фаз. катализатор - реагирующие вещества.

Процесс гетерогенного катализа, проходит на поверхности твердого катализатора состоит из нескольких стадий.

1) диффузия составляющих сырья к поверхности катализатора

2) адсорбция их на поверхности катализатора с образованием неустойчивых комплексов (сырье - катализатор)

3) перегруппировка атомов с образованием новых комплексов (образована продукция - катализатор)

4) десорбция продукции с поверхности катализатора

5) диффузия продукции от поверхности катализатора в зону выхода.

Скорость каждой стадии зависит от многих факторов температуры, давления, концентрации, времени контактирования, скорости перемешивания смеси и т.п.. В зависимости от того, какая из этих стадий лимитирующий, эту и используют для увеличения скорости процесса. Например, если лимитирующей стадией является диффузия, то для увеличения скорости процесса следует изменить скорость перемешивания сырья.

Гетерогенный катализ лишен недостатков, которые имеет гомогенный.

1.2. Твердые контакты, их состав и свойства

1. Состав твердых контактов. Твердые контакты состоят из подложки, катализатора и активатора их производят в виде зерен, гранул, таблеток или сетки из тонкой металлической проволоки. Дальнейшем твердые контакты называть просто катализаторы.

Подложкой наливают термостойкую пористую вещество, на поверхность которой наносят катализатор и активатор.

Подкладки изготавливают из пемзы, каолина, активированного угля, алюмосиликатив и других веществ. Подложка увеличивает поверхность катализатора Вместе с тем подкладка увеличивает прочность твердого контакта.

Катализаторы - это в основном металлы и оксиды (Си, Ag, Pt, Сr, Mo, Fe V205, SiOz, At2 03 и др.)..

Активаторами называют вещества, которые увеличивают активность катализаторов.

Каждый катализатор требует своего активатора. Так, для платинового катализатора лучшими активаторами являются железо, алюминий.

2. Свойства катализаторов. К ним относятся активность, производительность, температура воспламенения (температура начала работы), твердость, прочность, селективность.

Активность катализатора зависит от химическими состава и структуры. Большая активность катализатора увеличивает его производительность, улучшает качество продукции, уменьшает расход сырья, топлива и энергии.

Производительность катализатора определяются количеством продукции, получаемой с единицы объема катализатора за время его работы

Температура воспламенения катализатора - это самая низкая температура, при которой начинает работать катализатор. Это - экономически выгодно, поскольку меньшие затраты на топливо и энергию. Чем активнее катализатор, тем ниже температура воспламенения. Например, для хромового катализатора температура воспламенения составляет 200 ° С, а для катализатора, изготовленного из V205 она составляет 450 ° С.

Селективность (избирательность) катализатора - это его способность из множества реакций, которые происходят одновременно, выбрать нужную в настоящее время.

Например, реакция окисления аммиака (NH3) может происходить в разных стадий окисления с образованием различной продукции:

Однако в присутствии платинового катализатора процесс окисления аммиака идти только к образованию NO.

Прочность твердых катализаторов зависит от пористости структуры, с увеличением пористости, особенно крупных пор, прочность твердых катализаторов уменьшается. Это очень важная характеристика, так как в процессе работы катализатор стирается и образованным пылью загрязняется продукция.

Во время работы катализаторы «отравляются». Это происходит за счет примесей, которые являются в сырье. Например, платиновый катализатор, который используют в процессе производства качественного бензина, «отравляется» соединениями серы и мышьяка. То же наблюдается с алюмосиликатамы, используемых при катализного крекинга нефтепродуктов. Поэтому сырье перед подачей в контактный аппарат очищают. Для этого используют электрофильтры или циклоны. В электрофильтрах порошковые примеси оседают под действием электрического поля, а в циклонах - под действием центробежных сил. «Отравленные» катализаторы регенерируют (от лат. «Regeneration-восстановление).

1.3. Контактные аппараты

Основным оборудованием для проведения Катализный процессов являются контактные аппараты. В аппаратах катализаторы могут находиться в неподвижном, подвижном или в «псевдокипящем» (взвешенном) состояниях. Сейчас в большинстве случаев используют контактные аппараты с неподвижным катализатором, который можно разместить на полках или в трубках.

1. Полочные аппараты (рис. 13, а) имеют от одной до нескольких полочек. Толщина слоя катализатора на полках увеличивается в направлении выхода продукции, а толщина теплообменника, наоборот, уменьшается, так как с уменьшением скорости реакции уменьшается количество теплоты, которая выделяется в процессе реакции. В полочных аппаратах теплообминювання происходит по принципу встречных потоков.

Недостаток полочных аппаратов заключается в том, что теплота отводится ступенчато, а потому Катализный реакция и теплообминювання происходят

Загрузка...

Страницы: 1 2