Το AUTOKAT RECYCLE παρέχει την ευκαιρία σε εταιρείες και ιδιώτες να πουλήσουν αυτά τα ανταλλακτικά στο τέλος του κύκλου ζωής τους για μέγιστο κόστοςστον ελάχιστο χρόνο. Μια τέτοια λύση συμβάλλει στο όφελος των πελατών και συμβάλλει στην εφικτή συμβολή στη διατήρηση του περιβάλλοντος.
Πώληση βιομηχανικών καταλυτών
- μια εξαιρετική λύση που σας επιτρέπει να κερδίσετε ένα αξιοπρεπές χρηματικό ποσό και να στείλετε το εξάρτημα για τη "σωστή" επεξεργασία. Η AUTOKAT RECYCLE είναι μια εταιρεία εξειδικευμένη στην αγορά αυτών των προϊόντων, με όλα αναγκαίους πόρουςδιευκόλυνση της ανάλυσης υψηλής ακρίβειας του περιεχομένου των πολύτιμων στοιχείων, έτσι ώστε οι πελάτες να μπορούν να βασίζονται σε μια άμεση εκτίμηση του κόστους.
Η εταιρεία μας δραστηριοποιείται σε πολλές πόλεις της Ρωσίας. Εάν δεν υπάρχει σημείο με βολική τοποθεσία, μπορείτε να στείλετε το προϊόν χρησιμοποιώντας τις υπηρεσίες ταχυδρομείου ή ταχυμεταφοράς.
Ο πόρος του οποίου έχει εξαντληθεί ή εάν για κάποιο λόγο έχουν χάσει την ικανότητά τους να εργαστούν στο AUTOKAT RECYCLE είναι μια διαδικασία που δεν απαιτεί σχεδόν καθόλου χρόνο. Μετά την παραλαβή του προϊόντος, οι ειδικοί πραγματοποιούν τις απαραίτητες αναλύσεις και υπολογίζουν το ποσό πληρωμής και εάν είναι ικανοποιημένοι με τον πελάτη, συνάπτεται συμφωνία και εκδίδονται χρήματα (είναι δυνατοί χωρίς μετρητά και άλλες μέθοδοι πληρωμής).
Οι πελάτες AUTOKAT RECYCLE έχουν εγγυημένα ελκυστικές συνθήκες, όχι χωρίς οφέλη και άνεση. Έτσι, όσοι αποφασίσουν να παραδώσουν τον καταλύτη μπορούν να υπολογίζουν στην παροχή ικανών συμβουλών, υψηλών τιμών, όσο το δυνατόν συντομότεραγια ανάλυση και πληρωμές. Στον ιστότοπο, οι επισκέπτες μπορούν να μάθουν το κατά προσέγγιση κόστος του προϊόντος χρησιμοποιώντας μια ειδική αριθμομηχανή, γνωρίζοντας κατά προσέγγιση την περιεκτικότητα σε πολύτιμα μέταλλα στη σύνθεσή του.
Σύμφωνα με τη σύνθεσή τους, οι καταλύτες υποδιαιρούνται σε 1) τροποποιημένους. 2) σε μικτά και 3) σε μέσα.
1) Τροποποιημένοι καταλύτες. Ένας τροποποιητής είναι μια προσθήκη στον καταλύτη μιας μικρής (έως 10 - 12 wt.%) ποσότητας άλλης ουσίας που δεν είναι καταλυτικά ενεργή για αυτήν την αντίδραση, αλλά βελτιώνει ορισμένες ιδιότητες του καταλύτη (θερμική σταθερότητα, αντοχή, αντίσταση σε δηλητήριο) .Εάν ο τροποποιητής αυξάνει τη δραστηριότητα, είναι ένας προαγωγέας. Ανάλογα με τη φύση της δράσης, οι υποστηρικτές χωρίζονται σε α) ηλεκτρονικός,προκαλώντας παραμόρφωση των κρυσταλλικών πλεγμάτων του καταλύτη ή αλλαγή της συνάρτησης εργασίας των ηλεκτρονίων προς την επιθυμητή κατεύθυνση. Για παράδειγμα, η προσθήκη Cl - σε έναν καταλύτη αργύρου για την οξείδωση της μεθανόλης: CH 3 OH ® CH 2 O; σι) σταθεροποιώντας, αποτρέποντας τη σύντηξη της διεσπαρμένης δομής του καταλύτη. Για παράδειγμα, οι προαγωγείς του Al 2 O 3 και του SiO 2 σταθεροποιούν τους πρωτογενείς κρυστάλλους του καταλύτη σιδήρου στη σύνθεση της αμμωνίας: N 2 + 3H 2 ® 2NH 3 . Την πρώτη ημέρα λειτουργίας, οι κρύσταλλοι πυροσυσσωματώνονται, μεγεθύνονται από 6 σε 20 nm. Το απόθεμα ελεύθερης ενέργειας στη διεπιφάνεια των κρυστάλλων μειώνεται και η δραστηριότητα πέφτει. Οι εισαγόμενοι υποκινητές, χωρίς να ανάγεται, τήκονται στη θερμοκρασία σύνθεσης, οι κρύσταλλοι καλύπτονται με ένα λεπτό φιλμ, εμποδίζοντας τη σύντηξή τους. Ωστόσο, και τα δύο πρόσθετα έχουν μια όξινη επιφάνεια, στην οποία το μόριο NH 3 είναι ισχυρά προσροφημένο, εμποδίζοντας την ρόφηση των μορίων αζώτου και η δραστηριότητα του καταλύτη μειώνεται. V) διαμόρφωση δομής,εξουδετερωτικά κέντρα οξέος Al 2 O 3 και SiO 2 . Για παράδειγμα, K 2 O, CaO και MgO, αλλά η ποσότητα τους δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 4-5 wt.%, δεδομένου ότι έχουν μια ανοργανοποιητική δράση, δηλ. συμβάλλουν στη σύντηξη των κρυστάλλων Fe.
2) Μικτές καταλύτες. Οι μικτοί καταλύτες ονομάζονται καταλύτες που περιέχουν πολλά καταλυτικά ενεργά συστατικά για μια δεδομένη αντίδραση, που λαμβάνονται σε ανάλογες ποσότητες.Η δραστηριότητα τέτοιων καταλυτών δεν είναι προσθετική, αλλά αποκτά ακραία τιμή για τους ακόλουθους λόγους: ο σχηματισμός μηχανικών μιγμάτων με μεγαλύτερο όριο φάσης, δηλ. με μεγάλη ποσότητα ελεύθερης ενέργειας (για παράδειγμα, για την αντίδραση HCºHC + H 2 O ® CH 3 -CHO, ο καταλύτης είναι ένα μείγμα CdO + CaO / P 2 O 5 \u003d 3-4. Σε μοριακή αναλογία £3, παρατηρείται υψηλή εκλεκτικότητα, αλλά η αντοχή των κόκκων του καταλύτη είναι χαμηλή. σε ³4 - υψηλή αντοχή κόκκων, αλλά χαμηλή εκλεκτικότητα). σχηματισμός στερεών διαλυμάτων τύπου σπινελίου(για παράδειγμα, στον καταλύτη οξείδωσης V 2 O 5 + MoO 3, το κατιόν Mo +6 εισάγεται στις κενές θέσεις του κρυσταλλικού πλέγματος V 2 O 5. Η παραμόρφωση του πλέγματος οδηγεί σε αύξηση της ελεύθερης ενέργειας του συστήματος. σχηματισμός υπό τις συνθήκες αντίδρασης νέων πιο ενεργών καταλυτών(για παράδειγμα, για τη σύνθεση μεθανόλης CO + 2H 2 ® CH 3 OH, χρησιμοποιείται καταλύτης χρωμίου-ψευδαργύρου:
ZnO + CrO 3 + H 2 O ® ZnCrO 4 × H 2 O
2ZnCrO 4 × H 2 O + 3H 2 ® + 5H 2 O
Σε αγκύλες φαίνεται η ενεργή φάση που λαμβάνεται μετά την αναγωγή του καταλύτη, ο οποίος είναι ουσιαστικά ένας νέος καταλύτης.
3) Υποστηριζόμενοι καταλύτες.Ο φορέας καθορίζει το σχήμα και το μέγεθος των κόκκων, τη βέλτιστη πορώδη δομή, τη δύναμη, την αντίσταση στη θερμότητα και τη μείωση του κόστους. Μερικές φορές αυξάνει τη δραστηριότητα (βλέπε θεωρία πεδίου συνδέτη). Ταξινόμηση μέσων ενημέρωσης: συνθετικός– πυριτική γέλη, ενεργός άνθρακας, οξείδιο του αργιλίου (g, a), κεραμικά. φυσικός- ελαφρόπετρα, γη διατόμων. κατά όγκο πόρων- πορώδη (πάνω από 10%), μη πορώδη (10% ή λιγότερο). κατά μέγεθος κόκκου- μεγάλο (1-5 mm), μικρό (0,1-1,0 mm), λεπτό (λιγότερο από 0,1 mm). ανάλογα με το μέγεθος της συγκεκριμένης επιφάνειας- μικρό (λιγότερο από 1 m 2 /g), μεσαίο (1-50 m 2 /g), ανεπτυγμένο (πάνω από 50 m 2 /g).
Θα αγοράσουμε βιομηχανικούς καταλύτες σε οποιοδήποτε όγκο στο Rostov-on-Don και στην περιοχή Rostov.
Σχετικά με τους καταλύτες
Ο καταλύτης είναι μια χημική ουσία που βοηθά στην επιτάχυνση μιας αντίδρασης. Έχει ευρεία εφαρμογή σε διάφορους κλάδους. Οι κύριοι καταναλωτές του καταλύτη είναι η βιομηχανία διύλισης πετρελαίου, η πετροχημική, η χημική βιομηχανία, χρησιμοποιούνται με επιτυχία στον τομέα της οικολογίας και της προστασίας. περιβάλλον.
Ταξινόμηση
Όλες οι κατασκευασμένες συσκευές ταξινομούνται:
- Ανάλογα με τον τύπο της αντίδρασης κατάλυσης - οξεοβασική, οξειδοαναγωγή
- Σύμφωνα με την ομάδα διαδικασίας κατάλυσης - σύνθεση αμμωνίας, πυρόλυση προϊόντων πετρελαίου
- Από τη φύση της ενεργής βάσης που χρησιμοποιείται - μέταλλο, οξείδιο, σουλφίδιο, σύμπλοκο και άλλα
- Σύμφωνα με τη μέθοδο κατασκευής
Όλοι οι καταλύτες χρησιμοποιούν μη σιδηρούχα και πολύτιμα μέταλλα: πλατίνα, αλουμίνιο, σίδηρος, χρώμιο, νικέλιο, βανάδιο, κοβάλτιο, βισμούθιο, ασήμι, χρυσός και πολλά άλλα.
Οι βιομηχανικοί καταλύτες είναι επίσης ομοιογενείς και ετερογενείς. Ομογενής - βρίσκεται σε κοινή φάση με την αντιδρώσα ουσία. Ένας καταλύτης που σχηματίζει τη δική του φάση, διαχωρισμένος από τις αντιδρώντες ουσίες, ονομάζεται ετερογενής. Χρησιμοποιώντας βιομηχανικούς και άλλους τύπους καταλυτών, μπορούμε όχι μόνο να σώσουμε τη φύση από δηλητηριώδεις ουσίες που υπάρχουν σε οποιαδήποτε βιομηχανία, αλλά και να εξοικονομήσουμε πρώτες ύλες.
Εφαρμογή στη βιομηχανία
Η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας, την οποία βλέπουμε τώρα, δεν θα ήταν δυνατή χωρίς την ανάπτυξη και την εμφάνιση νέων χημικών τεχνολογικές διαδικασίες. Σε μεγαλύτερο βαθμό, η πρόοδος διευκολύνεται από την ευρεία χρήση των καταλυτών, είναι αυτοί που βοηθούν στη μετατροπή των πρώτων υλών χαμηλής ποιότητας σε προϊόντα υψηλής ποιότητας. Ο καταλύτης μπορεί να συγκριθεί με τη φιλοσοφική πέτρα, η οποία πιστεύεται ότι μετατρέπει ορισμένα μέταλλα σε χρυσό. Αλλά μόνο οι καταλύτες μετατρέπουν τις πρώτες ύλες σε διάφορα φάρμακα, πλαστικά, χημικά, καύσιμα, χρήσιμα και απαραίτητα λιπάσματα και άλλα χρήσιμα πράγματα.
Εφαρμογή καταλυτών
σημαντικό γεγονός για πρακτική χρήσηΩς καταλύτης θεωρείται η αρχή της παραγωγής μαργαρίνης με τη μέθοδο της καταλυτικής υδρογόνωσης φυτικών ελαίων. Αυτό πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά στις αρχές του 20ου αιώνα και ήδη στη δεκαετία του '20, οι επιστήμονες ανέπτυξαν καταλυτικές μεθόδους για να αποκτήσουν νέα οργανικά υλικά. Ολεφίνες, νιτρίλια, εστέρες, οξέα έχουν γίνει ένα είδος «δομικών στοιχείων» για την παραγωγή πλαστικών.
Το επόμενο κύμα, όταν άρχισαν να χρησιμοποιούν βιομηχανικούς καταλύτες, ήταν η διύλιση πετρελαίου. Σύντομα, σε αυτόν τον κλάδο, δεν ήταν πλέον απαραίτητος ένας καταλύτης, καθώς αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται σε όλα τα στάδια της διαδικασίας, όπως:
- Ράγισμα
- Μεταρρύθμιση
- Υδροσουλφόνωση
- Υδροπυρόλυση
- Ισομερισμός
- Πολυμερισμός
- Αλκυλίωση
Τα τελευταία χρόνια, οι καταλύτες χρησιμοποιούνται ευρέως στον τομέα της προστασίας του περιβάλλοντος. Η πιο διάσημη συσκευή που μας βοηθά να σώσουμε το περιβάλλον είναι ο καταλύτης καυσαερίων στα αυτοκίνητα.
Οι τομείς εφαρμογής των εξουδετερωτών επεκτείνονται συνεχώς, η αντίδραση κατάλυσης καθιστά δυνατή τη βελτίωση των τεχνολογιών που έχουν αναπτυχθεί προηγουμένως. Για παράδειγμα, η καταλυτική πυρόλυση έχει βελτιωθεί με τη χρήση ζεόλιθων.
υδρογόνωση
Βασικά, οι καταλυτικές αντιδράσεις συνδέονται με το γεγονός ότι ένα άτομο υδρογόνου ενεργοποιείται με κάποιο άλλο μόριο, το οποίο οδηγεί σε χημικές αλληλεπιδράσεις. Αυτή η διαδικασίαπου ονομάζεται υδρογόνωση, και είναι αυτός που αποτελεί τη βάση για πολλά στάδια στη διύλιση πετρελαίου, καθώς και στην παραγωγή υγρού καυσίμου από άνθρακα. Κατά τη διάρκεια του πολέμου, η διαδικασία υδρογόνωσης χρησιμοποιήθηκε ευρέως στη Γερμανία για την παραγωγή βενζίνης για αεροσκάφη και καυσίμων για αυτοκίνητα από άνθρακα, επειδή δεν υπάρχει πετρέλαιο στη Γερμανία.
Υδρογόνωση φυτικών βρώσιμων ελαίων
Αλλο χρήσιμη ιδιότητα, που έχουν οι καταλύτες Βιομηχανία τροφίμων- αυτή είναι η υδρογόνωση του φυτικού ελαίου σε μαργαρίνη, μαγειρικό λάδι και άλλα προϊόντα διατροφής. Σε αυτή την περίπτωση, εφαρμόζεται λεπτή σκόνη νικελίου στον καταλύτη ή στο υπόστρωμα.
Αφυδρογόνωση
Αυτή η χημική αντίδραση κατάλυσης χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά από την υδρογόνωση, αλλά, ωστόσο, είναι επίσης σημαντική, βοηθά στη λήψη στυρενίου, προπανίου, βουτανίου, βουτενίου.
όξινη κατάλυση
Η δραστηριότητα των περισσότερων καταλυτών καθορίζεται από και εξαρτάται από τις όξινες ιδιότητες τους. Είναι όξινοι βιομηχανικοί καταλύτες που χρησιμοποιούνται στις περισσότερες περιπτώσεις στη διύλιση πετρελαίου για την παραγωγή παραφινών και αρωματικών υδρογονανθράκων. Η πιο πρόσφατη στη χρήση καταλυτών είναι η παραγωγή καυσίμων με μόλυβδο, καθώς και βενζίνης υψηλών οκτανίων.
Πρέπει να ειπωθεί ότι δεν υπάρχει ακόμη ενοποιημένη καταλογογράφηση βιομηχανικών καταλυτών. Ολα πάνε εμπειρικά. Οι καταλύτες ταξινομούνται με βάση τις ακόλουθες παραμέτρους:
- Τύπος αντίδρασης κατάλυσης
- Η φύση της δραστικής ουσίας
- Ομάδα καταλυτικής διεργασίας.
Η πιο ολοκληρωμένη επιλογή είναι ακριβώς η τρίτη, καθώς είναι αυτός που επικεντρώνεται περισσότερο στη σύγχρονη βιομηχανία - πετροχημική, χημική, διύλιση πετρελαίου.
Ιστορία της δημιουργίας
Πιστεύεται ότι η πρώτη χρήση ενός καταλύτη είναι η παραγωγή αιθυλαιθέρα από αλκοόλη χρησιμοποιώντας θειικό οξύ ως καταλύτη. Τον 18ο αιώνα έγινε η ανακάλυψη της καταλυτικής δράσης του οξέος για τη σακχαροποίηση του αμύλου. Εδώ, ο πηλός και ορισμένα είδη μετάλλων χρησιμοποιήθηκαν ως καταλύτης. Ωστόσο, η έννοια της «κατάλυσης» δεν υπήρχε ακόμη. Μόνο το 1834 εισήγαγε ο Mitcherlich μια τέτοια έννοια ως «αντίδραση επαφής». Το όνομα "κατάλυση" προτάθηκε από τον Berzelius ένα χρόνο αργότερα - το 1835.
Η χρήση του μετάλλου πλατίνας για οξείδωση κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1831 από τον επιστήμονα Phillips, αλλά βιομηχανικές εφαρμογές αυτή τη μέθοδοδεν έλαβε κατάλυση για διάφορους λόγους (η πλατίνα μείωσε τη δραστηριότητά της όταν συνδυάστηκε με αρσενικό και ορισμένες άλλες τοξικές ουσίες που περιέχονται στα αέρια). Μόλις αναπτυχθεί μια μέθοδος καθαρισμού διάφορα αέριααπό τοξικές ουσίες, κατέστη δυνατή η δημιουργία του πρώτου μεγάλου βιομηχανική συσκευή. Τέθηκε σε λειτουργία στη Ρωσία το 1897 και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1902. Σήμερα το πιο σημαντικό μεγάλες επιχειρήσειςΔιάφορες βιομηχανίες χρησιμοποιούν βιομηχανικά «kata», και κάθε διεργασία χρησιμοποιεί τον δικό της τύπο καταλύτη, ο οποίος έχει τον βέλτιστο συνδυασμό ιδιοτήτων.
Ο όγκος παραγωγής αυτών των συσκευών στον κόσμο είναι πάνω από 800 χιλιάδες τόνοι ετησίως. Ορισμένοι από τους καταλύτες λειτουργούν από 6 μήνες έως ένα έτος, ενώ άλλοι έχουν πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής - έως 10-12 χρόνια. Αφού εξαντληθεί το όριο εργασίας, ο καταλύτης πρέπει να απορριφθεί σωστά.
Η εταιρεία μας σας προσφέρει ευνοϊκούς όρους πώλησης στις καλύτερες τιμές. Επικοινωνήστε μαζί μας - θυμηθείτε ότι οι καταλύτες περιέχουν όχι μόνο πολύτιμα μέταλλα, αλλά και επιβλαβείς ουσίες. Μην πετάτε συσκευές σε χώρους υγειονομικής ταφής, είναι καλύτερο να σώσετε τη φύση, ακόμα και ένα πλεονέκτημα σε αυτό και να πάρετε ένα καλό χρηματικό ποσό για σκραπ.
Η κατάλυση είναι ένας από τους πιο δυναμικά και ταχέως αναπτυσσόμενους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Νέα καταλυτικά συστήματα αναπτύσσονται διαρκώς και βελτιώνονται τα υπάρχοντα, προτείνονται νέες καταλυτικές διεργασίες, τα όργανα τους αλλάζουν και νέες φυσικοχημικές μέθοδοι μελέτης καταλυτών βελτιώνονται και εμφανίζονται. Οι περισσότερες από τις χημικές διεργασίες που εμπλέκονται στις επιχειρήσεις του συγκροτήματος πετροχημικών και διύλισης πετρελαίου είναι καταλυτικές. Η ανάπτυξη της κατάλυσης και των καταλυτικών τεχνολογιών καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ανταγωνιστικότητα των πετροχημικών προϊόντων στην αγορά. Ως εκ τούτου, υπάρχει ένα οξύ ζήτημα της ανάγκης κατάρτισης ειδικών υψηλής ειδίκευσης στον τομέα της κατάλυσης για την πετροχημεία.
Η κατάλυση είναι ένα συγκεκριμένο φαινόμενο. Δεν υπάρχουν ουσίες που να έχουν καταλυτικές ιδιότητες σε γενική μορφή. Κάθε αντίδραση πρέπει να χρησιμοποιεί τον δικό της ειδικό καταλύτη.
Εφαρμογή της κατάλυσης σε χημική βιομηχανία . Οι καταλυτικές διεργασίες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδρογόνου, το οποίο χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για τη σύνθεση αμμωνίας και μια σειρά από άλλες βιομηχανίες χημικής τεχνολογίας. Μετατροπή μεθανίου.Η φθηνότερη πηγή υδρογόνου είναι το φυσικό αέριο. Το πρώτο στάδιο παραγωγής υδρογόνου περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση του μεθανίου με τους υδρατμούς με τη μερική προσθήκη οξυγόνου ή αέρα σε θερμοκρασία 800–1000°C (αντίδραση 2.1). Ως καταλύτης χρησιμοποιείται νικέλιο που στηρίζεται σε ανθεκτικούς στη θερμότητα φορείς αλουμίνας (κορούνδιο - a-Al 2 O 3).
CH 4 + H 2 O ⇄ 3H 2 + CO (2.1)
CO + H 2 O ⇄ CO 2 + H 2 (2.2)
Ως αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης, μαζί με το υδρογόνο, σχηματίζεται μονοξείδιο του άνθρακα σε σημαντική ποσότητα.
Μετατροπή CO.Η αλληλεπίδραση του μονοξειδίου του άνθρακα με τους υδρατμούς πραγματοποιείται σε δύο στάδια σε φθίνουσα θερμοκρασία χρησιμοποιώντας καταλύτες οξειδίου (αντίδραση 2.2), ενώ επιπλέον σχηματίζεται υδρογόνο. Στο πρώτο στάδιο, χρησιμοποιήθηκε καταλύτης σιδήρου-χρωμίου μέσης θερμοκρασίας (435-475°C) (Fe 3 O 4 με πρόσθετα Cr 2 O 3). Στη δεύτερη, ένας καταλύτης χαμηλής θερμοκρασίας (230-280°C) (μίγμα οξειδίων αλουμινίου, χαλκού, χρωμίου και ψευδαργύρου). Η τελική περιεκτικότητα σε μονοξείδιο του άνθρακα, η παρουσία του οποίου μειώνει απότομα τη δραστηριότητα των καταλυτών σιδήρου για τη σύνθεση αμμωνίας, μπορεί να μειωθεί στα δέκατα του τοις εκατό.
Για την απομάκρυνση του υπολειμματικού CO, ήταν απαραίτητο να εφαρμοστεί μια σύνθετη έκπλυση του μίγματος αερίων με ένα διάλυμα αμμωνίας Cu 2 O σε υψηλή πίεση 120-320 atm και χαμηλή θερμοκρασία 5-20 °C.
Στην πράξη εργοστασιακή παραγωγήΟ καθαρισμός των εκπομπών αερίων από το CO πραγματοποιείται με απορρόφηση με διαλύματα αλάτων Cu-αμμωνίας (μυρμηκικοί και ανθρακικοί χαλκός), τα οποία έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις με CO. Επειδή τα μυρμηκικά δεν είναι πολύ σταθερά, προτιμώνται τα ανθρακικά διαλύματα.
Το αρχικό σύμπλοκο ανθρακικού-αμμωνίας χαλκού έχει την ακόλουθη σύνθεση (kmol / m 3): Cu + - 1,0 - 1,4; Cu 2+ - 0,08 - 0,12; NH 3 - 4,0 - 6,0; CO 2 - 2,4 - 2,6.
Η ικανότητα απορρόφησης σε σχέση με το CO κατέχεται από μονοσθενή άλατα χαλκού. Τα κατιόντα Cu 2+, κατά κανόνα, δεν συμμετέχουν στην απορρόφηση. Ωστόσο, η συγκέντρωση του Cu 2+ πρέπει να διατηρείται στο διάλυμα τουλάχιστον 10 wt. % περιεκτικότητας σε Cu +. Το τελευταίο βοηθά στην πρόληψη του σχηματισμού στοιχειωδών εναποθέσεων χαλκού, που μπορεί να φράξουν τους αγωγούς και να διαταράξουν τη λειτουργία του απορροφητή. Η παρουσία συμπλόκου ανθρακικού χαλκού-αμμωνίας Cu 2+ στο διάλυμα μετατοπίζει την ισορροπία της αντίδρασης (1) προς το σχηματισμό Cu + : Cu 2+ + Cu ⇄ 2 Cu + (1)
Το διάλυμα του συμπλόκου ανθρακικού χαλκού-αμμωνίας που χρησιμοποιείται για την απορρόφηση CO περιέχει 2 CO 3 . CO 3 ; (NH 4) 2 CO 3; δωρεάν NH 3 και CO 2 .
Η διαδικασία απορρόφησης του CO από το σύμπλοκο ανθρακικού-αμμωνίας του χαλκού προχωρά σύμφωνα με την αντίδραση: + + CO + NH 3 ⇄ + - DH (2)
Ταυτόχρονα με το CO, το CO2 απορροφάται επίσης σύμφωνα με την εξίσωση:
2 NH 3 + H 2 O + CO 2 ⇄ (NH 4) 2 CO 3 - DH 1 (3)
Μετανοποίηση.Σε σχέση με την ανάπτυξη ενός νέου ενεργού καταλύτη νικελίου, η σύνθετη διαδικασία πλύσης μπορεί να αντικατασταθεί στους 250–350°C με μια απλούστερη διαδικασία μετατροπής του υπολείμματος μονοξειδίου του άνθρακα σε αδρανές μεθάνιο για τον καταλύτη σύνθεσης αμμωνίας (αντίδραση 2.3):
CO + 3H 2 ⇄ CH 4 + H 2 O (2.3)
Έτσι, η ανάπτυξη ενός πιο ενεργού καταλύτη κατέστησε δυνατή τη σημαντική απλοποίηση τεχνολογικό σχέδιοκαι να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της παραγωγής αμμωνίας.
Εφαρμογή της κατάλυσης στη βιομηχανία διύλισης πετρελαίου. Η αποτελεσματικότητα της κατάλυσης αποδείχθηκε τόσο σημαντική που σε λίγα χρόνια μια πραγματική τεχνολογική επανάσταση, γεγονός που κατέστησε δυνατή την απότομη αύξηση τόσο της απόδοσης όσο και της ποιότητας των καυσίμων κινητήρα που προκύπτουν με βάση τη χρήση καταλυτών.
Επί του παρόντος, πάνω από το 80% του πετρελαίου επεξεργάζεται χρησιμοποιώντας καταλυτικές διεργασίες: πυρόλυση, αναμόρφωση, ισομερισμός και υδρογόνωση υδρογονανθράκων, υδροεπεξεργασία κλασμάτων πετρελαίου από ενώσεις που περιέχουν θείο, υδροπυρόλυση. Ο Πίνακας 2.1 παραθέτει τις πιο σημαντικές σύγχρονες καταλυτικές διεργασίες στη διύλιση πετρελαίου.
Ράγισμα.Η καταλυτική πυρόλυση του πετρελαίου ή των κλασμάτων του είναι μια καταστροφική διαδικασία που πραγματοποιείται σε θερμοκρασίες 490-540°C σε συνθετικούς και φυσικούς αργιλοπυριτικούς καταλύτες όξινης φύσης για την παραγωγή βενζίνης υψηλής ποιότητας με αριθμό οκτανίων 98-92, σημαντική ποσότητα αερίων που περιέχει κορεσμένους και ακόρεστους υδρογονάνθρακες C 3 - C 4 , κλάσματα πετρελαίου κηροζίνης-αερίου, αιθάλη και οπτάνθρακα.
Αριθμός οκτανίων (O.ch.) - ένας υπό όρους δείκτης της αντίστασης στην έκρηξη ελαφρών (βενζίνη, κηροζίνη) καυσίμων κινητήρων κατά την καύση σε κινητήρες καρμπυρατέρ. Το καύσιμο αναφοράς είναι ισοοκτάνιο (O.p. = 100), κανονικό επτάνιο (O.p. = 0). Ο αριθμός οκτανίου της βενζίνης είναι το ποσοστό (κατ' όγκο) ισοοκτανίου σε ένα τέτοιο μείγμα με n-επτάνιο, το οποίο, υπό τυπικές συνθήκες δοκιμής σε ειδικό μονοκύλινδρο κινητήρα, εκρήγνυται με τον ίδιο τρόπο όπως η δοκιμασμένη βενζίνη.
Τα τελευταία χρόνια, οι καταλύτες που βασίζονται σε κρυσταλλικούς συνθετικούς ζεόλιθους έχουν λάβει ευρεία βιομηχανική χρήση. Η δραστικότητα αυτών των καταλυτών, ιδιαίτερα εκείνων που περιέχουν ένα μείγμα οξειδίων στοιχείων σπάνιων γαιών (СеО 2 , La 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Dy 2 O 3 και άλλοι), είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των άμορφων αργιλοπυριτικών καταλυτών.
Η χρήση καταλυτών κατέστησε δυνατή όχι μόνο την αύξηση του ρυθμού σχηματισμού υδρογονανθράκων χαμηλότερου μοριακού βάρους από τα ναφθένια κατά 500-4000 φορές, αλλά και την αύξηση της απόδοσης πολύτιμων κλασμάτων σε σύγκριση με τη θερμική πυρόλυση.
Η καταλυτική πυρόλυση είναι η πιο μεγάλης χωρητικότητας βιομηχανική καταλυτική διαδικασία. Αυτή τη στιγμή επεξεργάζεται πάνω από 300 εκατομμύρια τόνους πετρελαίου ετησίως, κάτι που απαιτεί ετήσια κατανάλωση περίπου 300 χιλιάδων τόνων καταλυτών.
Μεταρρύθμιση.Η καταλυτική αναμόρφωση πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 470-520°C και πίεση 0,8-1,5 MPa σε Pt, Επανακαταλύτες που υποστηρίζονται σε οξείδιο αλουμινίου, επεξεργασμένο με υδροχλώριο για αύξηση των ιδιοτήτων του οξέος. Το Reforming είναι μια μέθοδος επεξεργασίας προϊόντων πετρελαίου, κυρίως βενζίνης και κλασμάτων νάφθας πετρελαίου (υδρογονάνθρακες C 6 - C 9 τριών κύριων κατηγοριών: παραφίνης, ναφθενικού και αρωματικού) προκειμένου να ληφθούν υψηλά οκτάνια βενζίνη κινητήρα, αρωματικούς υδρογονάνθρακες (βενζόλιο, τολουόλιο, ξυλόλιο, αιθυλοβενζόλιο) και βιομηχανικό υδρογόνο. Κατά τη διαδικασία αναμόρφωσης λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις αφυδρογόνωσης ναφθενίων σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες, κυκλοποίηση παραφινών και ολεφινών και ισομερισμός πενταμελών κυκλικών υδρογονανθράκων σε εξαμελείς. Επί του παρόντος, η καταλυτική αναμόρφωση χρησιμοποιείται για την επεξεργασία περισσότερων από 200 εκατομμυρίων τόνων πετρελαίου ετησίως. Η χρήση του επέτρεψε όχι μόνο τη βελτίωση της ποιότητας των καυσίμων κινητήρα, αλλά και την παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων αρωματικών υδρογονανθράκων για τη χημική βιομηχανία. Υποπροϊόντα της καταλυτικής αναμόρφωσης είναι το καύσιμο αέριο, που αποτελείται κυρίως από μεθάνιο και αιθάνιο, καθώς και υγροποιημένο αέριο– κλάσμα προπανίου-βουτανίου
Υδροκατεργασία προϊόντων πετρελαίου.Το υδρογόνο είναι ένα πολύτιμο παραπροϊόν της καταλυτικής αναμόρφωσης. Η εμφάνιση φθηνού υδρογόνου κατέστησε δυνατή την ευρεία χρήση της καταλυτικής υδροεπεξεργασίας προϊόντων πετρελαίου από ενώσεις που περιέχουν θείο, άζωτο και οξυγόνο, με το σχηματισμό εύκολα αφαιρούμενων H 2 S, NH 3 και H 2 O, αντίστοιχα (αντιδράσεις 2.4 - 2,7):
CS 2 + 4H 2 ⇄ 2H 2 S + CH 4 (2.4)
RSH + H 2 ⇄ H 2 S + RH (2,5)
COS + 4H 2 ⇄ H 2 S + CH 4 + H 2 O (2.6)
RNH + 3/2H 2 ⇄ NH 3 + RH (2,7)
Ταυτόχρονα, λαμβάνει χώρα υδρογόνωση των διενίων, η οποία αυξάνει τη σταθερότητα του προϊόντος. Για το σκοπό αυτό, καταλύτες που παρασκευάζονται από οξείδια του κοβαλτίου (2–5 wt.%) και του μολυβδαινίου (10–19 wt.%) ή οξείδια του νικελίου και του μολυβδαινίου που εναποτίθενται στο γ-οξείδιο του αργιλίου χρησιμοποιούνται ευρέως.
Η υδροεπεξεργασία καθιστά δυνατή την απόκτηση έως και 250-300 χιλιάδες τόνους στοιχειακού θείου ετησίως. Για να το κάνετε αυτό, εφαρμόστε τη διαδικασία Claus:
2H 2 S + 3O 2 ⇄ 2SO 2 + 2H 2 O (2.8)
2H 2 S + SO 2 ⇄ 3S + 2H 2 O (2,9)
Μέρος του H 2 S οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σε γ-Al 2 O 3 στους 200-250°C (αντίδραση 2.8). το άλλο μέρος του H 2 S αντιδρά με το διοξείδιο του θείου για να σχηματίσει θείο (αντίδραση 2.9).
Οι συνθήκες για την υδροεπεξεργασία εξαρτώνται από τις ιδιότητες της πρώτης ύλης που καθαρίζεται, αλλά τις περισσότερες φορές βρίσκονται εντός 330-410°C και 3-5 MPa. Περίπου 300 εκατομμύρια τόνοι προϊόντων πετρελαίου (κλάσματα βενζίνης και κηροζίνης, καύσιμο ντίζελ, αποστάγματα κενού, παραφίνες και έλαια) υποβάλλονται σε υδροεπεξεργασία ετησίως. Η εφαρμογή του σταδίου υδροεπεξεργασίας στη διύλιση πετρελαίου κατέστησε δυνατή την προετοιμασία πρώτων υλών για καταλυτική αναμόρφωση (βενζίνες) και πυρόλυση (αποστάγματα κενού), τη λήψη κηροζίνης και καυσίμου με χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο, τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων (παραφίνες και λάδια). , και έχει επίσης σημαντική περιβαλλοντική επίδραση, αφού μειώνεται η ατμοσφαιρική ρύπανση με καυσαέρια.αέρια από την καύση καυσίμων κινητήρων.Η εισαγωγή της υδροεπεξεργασίας κατέστησε δυνατή τη χρήση ελαίων με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο για την παραγωγή προϊόντων πετρελαίου.
Υδροπυρόλυση.ΣΕ ΠρόσφαταΗ διεργασία της υδροπυρόλυσης έχει λάβει σημαντική ανάπτυξη, στην οποία πραγματοποιούνται ταυτόχρονα οι αντιδράσεις πυρόλυσης, ισομερισμού και υδροεπεξεργασίας. Η υδροπυρόλυση είναι μια καταλυτική διαδικασία βαθιάς μετατροπής πρώτων υλών διαφόρων κλασματικών σύστασης παρουσία υδρογόνου με σκοπό τη λήψη ελαφρών προϊόντων πετρελαίου: βενζίνη, καύσιμο τζετ και ντίζελ, υγροποιημένα αέρια C 3 - C 4 .Η χρήση πολυλειτουργικών καταλυτών καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή αυτής της διαδικασίας στους 400–450°C και πίεση περίπου 5–15 MPa. Ως καταλύτες χρησιμοποιούνται θειούχο βολφραμίου, μικτοί καταλύτες θειούχου βολφραμίου-νικελίου σε φορείς, καταλύτες κοβαλτίου-μολυβδαινίου σε αλουμίνα, με προσθήκες Ni, Pt, Pd και άλλων μετάλλων σε άμορφους ή κρυσταλλικούς ζεόλιθους.
Πίνακας 2.1 - Σύγχρονες καταλυτικές διεργασίες διύλισης πετρελαίου
Ισομερισμός.Για να βελτιώσετε την ποιότητα της βενζίνης, προσθέστε 10-15 wt.% ισομερίωση με υψηλό αριθμό οκτανίων. Το ισομερισμένο προϊόν είναι ένα μείγμα κορεσμένων αλειφατικών (δεν υπάρχουν κύκλοι στα μόρια) υδρογονανθράκων ισοδομής (περισσότερο από 65 wt.% 2-μεθυλοβουτάνιο, ισοεξάνια) που λαμβάνεται με ισομερισμό αλκανίων (κανονικές κορεσμένες παραφίνες). Η πρώτη ύλη για τον ισομερισμό είναι ένα ελαφρύ κλάσμα βενζίνης απευθείας απόσταξης λαδιού, που βράζει στην περιοχή 62-85°C και περιέχει κυρίως πεντάνιο και εξάνιο, καθώς και ένα κλάσμα (75-150°C) που λαμβάνεται με καταλυτική πυρόλυση. Οι διαδικασίες καταλυτικού ισομερισμού προχωρούν παρουσία διλειτουργικών καταλυτών: πλατίνα ή παλλάδιο σε διάφορους όξινους φορείς (γ-Al 2 O 3, ζεόλιθος) που προωθούνται από αλογόνο (Cl, F). Ο ισομερισμός είναι ο μετασχηματισμός οργανική ύλησε ενώσεις διαφορετικής δομής (δομική ισομέρεια) ή με διαφορετική διάταξη ατόμων ή ομάδων στο χώρο (χωρική ισομέρεια) χωρίς αλλαγή της σύστασης και του μοριακού βάρους.
Έτσι, οι καταλυτικές διεργασίες κατέχουν ηγετική θέση στη διύλιση πετρελαίου. Χάρη στην κατάλυση, η αξία των προϊόντων που λαμβάνονται από το πετρέλαιο έχει αυξηθεί αρκετές φορές.
Μια πιο πολλά υποσχόμενη δυνατότητα καταλυτικών μεθόδων στη διύλιση πετρελαίου είναι η απόρριψη του παγκόσμιου μετασχηματισμού που είναι εγγενής στις σύγχρονες διαδικασίες όλων των πολύπλοκων ενώσεων που βρίσκονται στα έλαια. Έτσι, όλες οι ενώσεις θείου υφίστανται υδρογονόλυση με την απελευθέρωση υδρόθειου. Εν τω μεταξύ, πολλά από αυτά έχουν σημαντική ανεξάρτητη αξία. Το ίδιο ισχύει για άζωτο, σύμπλοκα μετάλλων και πολλές άλλες ενώσεις. Θα ήταν πολύ σημαντικό να απομονωθούν αυτές οι ουσίες ή να υποβληθούν σε ατομικούς καταλυτικούς μετασχηματισμούς για να ληφθούν πολύτιμα προϊόντα. Ένα παράδειγμα είναι η παραγωγή εκχυλιστικών που περιέχουν θείο, όπως σουλφοξείδια και σουλφόνες, τα οποία σχηματίζονται κατά την καταλυτική οξείδωση θειούχων ενώσεων που περιέχονται στο λάδι και στο καύσιμο του λέβητα. Αναμφίβολα, αυτός ο τρόπος κατάλυσης θα αυξήσει σημαντικά την απόδοση της διύλισης πετρελαίου.
Η ταχεία βιομηχανική ανάπτυξη που βιώνουμε τώρα δεν θα ήταν δυνατή χωρίς την ανάπτυξη νέων χημικές τεχνολογίες. Σε μεγάλο βαθμό, αυτή η πρόοδος καθορίζεται από την ευρεία χρήση των καταλυτών, με τη βοήθεια των οποίων οι χαμηλής ποιότητας πρώτες ύλες μετατρέπονται σε προϊόντα υψηλής αξίας. Μεταφορικά μιλώντας, καταλύτης- αυτή είναι η φιλοσοφική πέτρα του σύγχρονου αλχημιστή, μόνο που δεν μετατρέπει τον μόλυβδο σε χρυσό, αλλά τις πρώτες ύλες σε φάρμακα, πλαστικά, χημικά, καύσιμα, λιπάσματα και άλλα χρήσιμα προϊόντα. Ισως, η πρώτη καταλυτική διαδικασίαπου ο άνθρωπος έχει μάθει να χρησιμοποιεί είναι η ζύμωση. Οι συνταγές για την παρασκευή αλκοολούχων ποτών ήταν γνωστές στους Σουμέριους ήδη από το 3500 π.Χ. Βλέπε ΚΡΑΣΙ? ΜΠΥΡΑ.
Σημαντικό ορόσημο σε Πρακτική εφαρμογηκατάλυσηέγινε παραγωγή μαργαρίνηςκαταλυτική υδρογόνωση φυτικού ελαίου. Αυτή η αντίδραση πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά σε βιομηχανική κλίμακα γύρω στο 1900. Και από τη δεκαετία του 1920, οι καταλυτικές μέθοδοι για την απόκτηση νέος οργανικά υλικά ειδικά τα πλαστικά. Το βασικό σημείο ήταν η καταλυτική παραγωγή ολεφινών, νιτριλίων, εστέρων, οξέων κ.λπ. - «τούβλα» για το χημικό «χτίσιμο» των πλαστικών. Το τρίτο κύμα βιομηχανικής χρήσης καταλυτικών διεργασιώνανήκει στη δεκαετία του 1930 και σχετίζεται με τη διύλιση πετρελαίου. Όσον αφορά τον όγκο, αυτή η παραγωγή σύντομα άφησε όλες τις άλλες πολύ πίσω. Διύλιση πετρελαίου αποτελείται από διάφορες καταλυτικές διεργασίες:
ράγισμα,
μεταρρύθμιση,
Υδροσουλφόνωση,
Υδροπυρόλυση,
ισομερισμός,
Πολυμερισμός
Αλκυλίωση.
Και τελικά τέταρτο κύμαστη χρήση της κατάλυσης που σχετίζονται με την προστασία του περιβάλλοντος. Το πιο διάσημο επίτευγμα σε αυτόν τον τομέα είναι δημιουργία καταλυτικού μετατροπέα για τα καυσαέρια των οχημάτων. Οι καταλυτικοί μετατροπείς, που έχουν τοποθετηθεί στα αυτοκίνητα από το 1975, έχουν παίξει μεγάλο ρόλο στη βελτίωση της ποιότητας του αέρα και έχουν σώσει πολλές ζωές με αυτόν τον τρόπο.
Περίπου δώδεκα βραβεία Νόμπελ έχουν απονεμηθεί για εργασία στον τομέα της κατάλυσης και σε συναφείς τομείς. Η πρακτική σημασία των καταλυτικών διεργασιών αποδεικνύεται από το γεγονός ότι η μετοχή άζωτο, που αποτελεί μέρος των αζωτούχων ενώσεων που λαμβάνονται βιομηχανικά, αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ του συνολικού αζώτου που αποτελεί μέρος τρόφιμα. Η ποσότητα των ενώσεων αζώτου που παράγονται φυσικά είναι περιορισμένη, έτσι ώστε η παραγωγή διατροφικής πρωτεΐνης να εξαρτάται από την ποσότητα αζώτου που εφαρμόζεται στο έδαφος με τα λιπάσματα. Θα ήταν αδύνατο να ταΐσει ακόμη και τη μισή ανθρωπότητα χωρίς συνθετική αμμωνία, το οποίο παράγεται σχεδόν αποκλειστικά με καταλυτικό Διαδικασία Haber-Bosch. Το εύρος των καταλυτών διευρύνεται συνεχώς. Είναι επίσης σημαντικό ότι η κατάλυση μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα των τεχνολογιών που έχουν αναπτυχθεί προηγουμένως. Ένα παράδειγμα είναι η βελτίωση της καταλυτικής πυρόλυσης μέσω της χρήσης του ζεόλιθοι.
Υδρογόνωση. Μεγάλος αριθμόςΟι καταλυτικές αντιδράσεις συνδέονται με την ενεργοποίηση ενός ατόμου υδρογόνου και κάποιου άλλου μορίου, που οδηγεί στη χημική τους αλληλεπίδραση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται υδρογόνωση και βασίζεται σε πολλά στάδια διύλισης πετρελαίου και παραγωγής υγρών καυσίμων από άνθρακα ( διαδικασία Bergius). Η παραγωγή αεροπορικής βενζίνης και καυσίμου κινητήρων από άνθρακα αναπτύχθηκε στη Γερμανία κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, καθώς η χώρα αυτή δεν διαθέτει κοιτάσματα πετρελαίου. Η διαδικασία Bergius είναι η άμεση προσθήκη υδρογόνου στον άνθρακα. Ο άνθρακας θερμαίνεται υπό πίεση παρουσία υδρογόνου και λαμβάνεται ένα υγρό προϊόν, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε βενζίνη αεροπορίας και καύσιμο κινητήρα. Το οξείδιο του σιδήρου χρησιμοποιείται ως καταλύτης, καθώς και καταλύτες με βάση τον κασσίτερο και το μολυβδαίνιο. Κατά τη διάρκεια του πολέμου, περίπου 1.400 τόνοι υγρού καυσίμου ημερησίως λαμβάνονταν σε 12 γερμανικά εργοστάσια χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Bergius. Αλλο διαδικασία, Fischer–Tropsch, αποτελείται από δύο στάδια. Πρώτον, ο άνθρακας αεριοποιείται, δηλ. πραγματοποιήσει την αντίδρασή του με υδρατμούς και οξυγόνο και πάρτε ένα μείγμα υδρογόνου και οξειδίων του άνθρακα. Αυτό το μείγμα μετατρέπεται σε υγρό καύσιμο χρησιμοποιώντας καταλύτες που περιέχουν σίδηρο ή κοβάλτιο. Με το τέλος του πολέμου, η παραγωγή συνθετικού καυσίμου από άνθρακα στη Γερμανία σταμάτησε. Ως αποτέλεσμα της αύξησης των τιμών του πετρελαίου που ακολούθησε το εμπάργκο πετρελαίου το 1973-1974, έγιναν έντονες προσπάθειες για την ανάπτυξη μιας οικονομικά βιώσιμης μεθόδου για την παραγωγή βενζίνης από άνθρακα. Έτσι, η άμεση υγροποίηση του άνθρακα μπορεί να πραγματοποιηθεί πιο αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας μια διεργασία δύο σταδίων στην οποία πρώτα ο άνθρακας έρχεται σε επαφή με έναν καταλύτη αλουμίνας-κοβαλτίου-μολυβδαινίου σε σχετικά χαμηλή τιμή και στη συνέχεια σε υψηλότερη υψηλή θερμοκρασία. Το κόστος μιας τέτοιας συνθετικής βενζίνης είναι υψηλότερο από αυτό που λαμβάνεται από το πετρέλαιο.
Αμμωνία.Μία από τις απλούστερες διαδικασίες υδρογόνωσης από χημική άποψη είναι η σύνθεση αμμωνίας από υδρογόνο και άζωτο. Το άζωτο είναι μια πολύ αδρανής ουσία. Για να σπάσει ο δεσμός N–N στο μόριο του, απαιτείται ενέργεια της τάξης των 200 kcal/mol. Ωστόσο, το άζωτο δεσμεύεται στην επιφάνεια του καταλύτη σιδήρου σε ατομική κατάσταση, και αυτό απαιτεί μόνο 20 kcal/mol. Το υδρογόνο δένει με τον σίδηρο ακόμα πιο εύκολα. Η σύνθεση της αμμωνίας γίνεται ως εξής:
Αυτό το παράδειγμα δείχνει την ικανότητα ενός καταλύτη να επιταχύνει εξίσου τόσο τις μπροστινές όσο και τις αντίστροφες αντιδράσεις, δηλ. το γεγονός οτι ο καταλύτης δεν αλλάζει τη θέση ισορροπίας της χημικής αντίδρασης.
Υδρογόνωση φυτικών ελαίων. Ένα από τα πιο σημαντικά σε σε πρακτικούς όρουςαντιδράσεις υδρογόνωσης - ατελής υδρογόνωση φυτικών ελαίων σε μαργαρίνη, μαγειρικό λάδι και άλλα προϊόντα διατροφής. Φυτικά έλαιαπροέρχεται από σόγια, σπόρους βαμβακιού και άλλες καλλιέργειες. Περιλαμβάνουν εστέρες, συγκεκριμένα τριγλυκερίδια λιπαρών οξέων με διάφορους βαθμούς ακόρεστου. Το ελαϊκό οξύ CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH έχει έναν διπλό δεσμό C \u003d C, το λινολεϊκό οξύ έχει δύο και το λινολενικό οξύ έχει τρεις. Η προσθήκη υδρογόνου για τη διάσπαση αυτού του δεσμού αποτρέπει την οξείδωση των ελαίων (τάγγιση). Αυτό αυξάνει το σημείο τήξης τους. Η σκληρότητα των περισσότερων από τα προϊόντα που λαμβάνονται εξαρτάται από το βαθμό υδρογόνωσης. Η υδρογόνωση πραγματοποιείται παρουσία μιας λεπτώς διασπαρμένης σκόνης νικελίου που εναποτίθεται σε ένα υπόστρωμα ή νικέλιο Καταλύτης Raneyσε ατμόσφαιρα υδρογόνου υψηλής καθαρότητας.
Αφυδρογόνωση.Η αφυδρογόνωση είναι επίσης μια βιομηχανικά σημαντική καταλυτική αντίδραση, αν και η κλίμακα εφαρμογής της είναι ασύγκριτα μικρότερη. Με τη βοήθειά του, για παράδειγμα, λαμβάνεται στυρόλιο, ένα σημαντικό μονομερές. Για να γίνει αυτό, αφυδρογονώστε το αιθυλοβενζόλιο παρουσία ενός καταλύτη που περιέχει οξείδιο του σιδήρου. Το κάλιο και κάποιος δομικός σταθεροποιητής συμβάλλουν επίσης στην αντίδραση. Σε βιομηχανική κλίμακα, το προπάνιο, το βουτάνιο και άλλα αλκάνια αφυδρογονώνονται. Η αφυδρογόνωση του βουτανίου παρουσία ενός καταλύτη αλουμίνας-χρωμίου παράγει βουτένια και βουταδιένιο.
όξινη κατάλυση.Η καταλυτική δραστηριότητα μιας μεγάλης κατηγορίας καταλυτών οφείλεται στις όξινες ιδιότητες τους. Σύμφωνα με I. Bronsted και T. LowryΈνα οξύ είναι μια ένωση που μπορεί να δώσει ένα πρωτόνιο. Τα ισχυρά οξέα δωρίζουν εύκολα τα πρωτόνια τους σε βάσεις. Η έννοια της οξύτητας ελήφθη περαιτέρω ανάπτυξηστα έργα G. Lewis, ο οποίος όρισε ένα οξύ ως μια ουσία ικανή να δεχτεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από μια ουσία δότη με το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού λόγω της κοινωνικοποίησης αυτού του ζεύγους ηλεκτρονίων.
Αυτές οι ιδέες, μαζί με ιδέες για τις αντιδράσεις με το σχηματισμό ιόντων καρβενίου, βοήθησαν στην κατανόηση μηχανισμός διαφόρων καταλυτικών αντιδράσεων, ιδιαίτερα εκείνων που αφορούν υδρογονάνθρακες. Η ισχύς ενός οξέος μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ένα σύνολο βάσεων που αλλάζουν χρώμα όταν προστίθεται ένα πρωτόνιο. Αποδεικνύεται ότι ορισμένοι βιομηχανικά σημαντικοί καταλύτες συμπεριφέρονται σαν πολύ ισχυρά οξέα. Αυτά περιλαμβάνουν τον καταλύτη Διαδικασία Friedel-Crafts, όπως HCl–AlCl 2 O 3 (ή HAlCl 4) και αργιλοπυριτικά άλατα. Δύναμη οξέος- αυτό είναι πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό, αφού ο ρυθμός πρωτονίωσης, ένα βασικό βήμα στη διαδικασία της όξινης κατάλυσης, εξαρτάται από αυτό. Η δραστικότητα καταλυτών όπως τα αργιλοπυριτικά που χρησιμοποιούνται στην πυρόλυση ελαίου προσδιορίζεται από την παρουσία οξέων Bronsted και Lewis στην επιφάνειά τους. Η δομή τους είναι παρόμοια με τη δομή του πυριτίου (διοξείδιο του πυριτίου), στην οποία ορισμένα από τα άτομα Si 4+ αντικαθίστανται από άτομα Al 3+. Το πλεονάζον αρνητικό φορτίο που προκύπτει σε αυτή την περίπτωση μπορεί να εξουδετερωθεί από τα αντίστοιχα κατιόντα. Εάν τα κατιόντα είναι πρωτόνια, τότε το αργιλοπυριτικό άλας συμπεριφέρεται όπως Bronsted οξύ:
Δραστηριότητα όξινων καταλυτών υπό όρουςτην ικανότητά τους να αντιδρούν με υδρογονάνθρακες για να σχηματίσουν ένα ιόν καρβενίου ως ενδιάμεσο. Τα ιόντα αλκυλοκαρβενίου περιέχουν ένα θετικά φορτισμένο άτομο άνθρακα συνδεδεμένο με τρεις ομάδες αλκυλίου ή/και άτομα υδρογόνου. Παίζουν σημαντικός ρόλοςως ενδιάμεσα που σχηματίζονται σε πολλές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Ο μηχανισμός δράσης των όξινων καταλυτώνμπορεί να επεξηγηθεί με το παράδειγμα της αντίδρασης ισομερισμού του n-βουτανίου σε ισοβουτάνιο παρουσία HCl–AlCl 3 ή Pt–Cl–Al 2 O 3 . Πρώτον, μια μικρή ποσότητα ολεφίνης C 4 H 8 συνδέει το θετικά φορτισμένο ιόν υδρογόνου του καταλύτη οξέος για να σχηματίσει ένα τριτοταγές ιόν καρβενίου. Στη συνέχεια, το αρνητικά φορτισμένο ιόν υδριδίου Η- διασπάται από το n-βουτάνιο με το σχηματισμό ισοβουτανίου και δευτερογενούς ιόντος βουτυλοκαρβενίου. Το τελευταίο, ως αποτέλεσμα της αναδιάταξης, μετατρέπεται σε τριτοταγές ιόν καρβενίου. Αυτή η αλυσίδα μπορεί να συνεχίσει με την εξάλειψη του ιόντος υδριδίου από το επόμενο μόριο n-βουτανίου, κ.λπ.:
Είναι σημαντικό ότι τα ιόντα τριτοταγούς καρβενίου είναι πιο σταθερά από τα πρωτογενή ή δευτερογενή. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν κυρίως στην επιφάνεια του καταλύτη, και επομένως το κύριο προϊόν του ισομερισμού βουτανίου είναι το ισοβουτάνιο. Καταλύτες οξέωνχρησιμοποιούνται ευρέως στη διύλιση λαδιών - πυρόλυση, αλκυλίωση, πολυμερισμό και ισομερισμό υδρογονανθράκων (βλ. επίσης ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΥΛΙΣΜΟΥ ΛΑΔΙΟΥ).
Εγκατεστημένο μηχανισμός δράσης των ιόντων καρβενίουπαίζοντας το ρόλο των καταλυτών σε αυτές τις διαδικασίες. Ταυτόχρονα, συμμετέχουν σε μια σειρά από αντιδράσεις, όπως ο σχηματισμός μικρών μορίων με διάσπαση μεγάλων, ο συνδυασμός μορίων (ολεφίνη με ολεφίνη ή ολεφίνη με ισοπαραφίνη), δομική αναδιάταξη με ισομερισμό, σχηματισμός παραφινών και αρωματικών υδρογονανθράκων. με μεταφορά υδρογόνου. Μία από τις πιο πρόσφατες βιομηχανικές εφαρμογές της όξινης κατάλυσης είναι η παραγωγή καυσίμων με μόλυβδο με την προσθήκη αλκοολών σε ισοβουτυλένιο ή ισοαμυλένιο. Η προσθήκη οξυγονωμένων ενώσεων στη βενζίνη μειώνει τη συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα στα καυσαέρια. Ο τριτοταγής μεθυλικός βουτυλαιθέρας (MTBE) με αριθμό οκτανίων ανάμειξης 109 καθιστά επίσης δυνατή την απόκτηση του καυσίμου υψηλών οκτανίων που απαιτείται για τη λειτουργία ενός κινητήρα αυτοκινήτου υψηλής συμπίεσης χωρίς να καταφύγουμε στην εισαγωγή τετρααιθυλομόλυβδου στη βενζίνη. Οργανώνεται επίσης η παραγωγή καυσίμων με αριθμούς οκτανίου 102 και 111.
κύρια κατάλυση.Καταλυτική δραστηριότητα υπό όρουςτις κύριες ιδιότητές τους. Μακρύ και καλό διάσημο παράδειγματέτοιοι καταλύτες είναι υδροξείδιο του νατρίουχρησιμοποιείται για την υδρόλυση ή τη σαπωνοποίηση λιπών στην παραγωγή σαπουνιού, και ένα πρόσφατο παράδειγμα είναι οι καταλύτες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πλαστικών και αφρού πολυουρεθάνης. Η ουρεθάνη σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση αλκοόλης με ισοκυανικό και αυτή η αντίδραση επιταχύνεται παρουσία βασικών αμινών. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, η βάση συνδέεται με το άτομο άνθρακα στο μόριο ισοκυανικού, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται αρνητικό φορτίο στο άτομο αζώτου και να αυξάνεται η δραστηριότητά του σε σχέση με την αλκοόλη. Ένας ιδιαίτερα αποτελεσματικός καταλύτης είναι η τριαιθυλενοδιαμίνη. Τα πλαστικά πολυουρεθάνης λαμβάνονται με αντίδραση διισοκυανικών με πολυόλες (πολυαλκοόλες). Όταν το ισοκυανικό αντιδρά με το νερό, η προηγουμένως σχηματισμένη ουρεθάνη αποσυντίθεται για να απελευθερώσει CO 2 . Όταν ένα μείγμα πολυαλκοολών και νερού αντιδρά με διισοκυανικά, ο αφρός πολυουρεθάνης που προκύπτει αφρίζει με αέριο CO 2 .
Καταλύτες διπλής δράσης. Αυτοί οι καταλύτες επιταχύνουν δύο τύπους αντιδράσεων και δίνουν καλύτερα αποτελέσματα από τη διέλευση των αντιδραστηρίων σε σειρά από δύο αντιδραστήρες που ο καθένας περιέχει μόνο έναν τύπο καταλύτη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ενεργές θέσεις του καταλύτη διπλής δράσης είναι πολύ κοντά μεταξύ τους, και το ενδιάμεσο προϊόν που σχηματίζεται σε ένα από αυτά μετατρέπεται αμέσως στο τελικό προϊόν στο άλλο. Ο συνδυασμός ενός καταλύτη που ενεργοποιεί το υδρογόνο με έναν καταλύτη που προάγει τον ισομερισμό υδρογονάνθρακα δίνει ένα καλό αποτέλεσμα. Ενεργοποίηση υδρογόνουπραγματοποιούν ορισμένα μέταλλα, και τον ισομερισμό υδρογονανθράκων - οξέων. Ένας αποτελεσματικός καταλύτης διπλής δράσης που χρησιμοποιείται στη διύλιση πετρελαίου για τη μετατροπή της νάφθας σε βενζίνη είναι λεπτώς διασκορπισμένη πλατίνα που εναποτίθεται σε όξινη αλουμίνα. Μετατροπή συστατικών της νάφθας όπως π.χ μεθυλοκυκλοπεντάνιο (ICP), σε βενζόλιο αυξάνει τον αριθμό οκτανίων της βενζίνης. Αρχικά ICPαφυδρογονώνεται στο τμήμα πλατίνας του καταλύτη σε ολεφίνη με τον ίδιο κορμό άνθρακα. τότε η ολεφίνη περνά στο όξινο τμήμα του καταλύτη, όπου ισομερίζεται σε κυκλοεξένιο. Το τελευταίο περνά στο τμήμα της πλατίνας και αφυδρογονώνεται σε βενζόλιο και υδρογόνο. Οι καταλύτες διπλής δράσης επιταχύνουν σημαντικά τη μεταρρύθμιση του λαδιού. Χρησιμοποιούνται για τον ισομερισμό των κανονικών παραφινών σε ισοπαραφίνες. Τα τελευταία, που βράζουν στις ίδιες θερμοκρασίες με τα κλάσματα της βενζίνης, είναι πολύτιμα γιατί έχουν μεγαλύτερο αριθμό οκτανίων σε σύγκριση με τους ευθύγραμμους υδρογονάνθρακες. Επιπλέον, η μετατροπή του ν-βουτανίου σε ισοβουτάνιο συνοδεύεται από αφυδρογόνωση, συμβάλλοντας στην παραγωγή ΜΤΒΕ.
Στερεοειδικός πολυμερισμός. Ένα σημαντικό ορόσημο στην ιστορία της κατάλυσης ήταν η ανακάλυψη του καταλυτικού πολυμερισμού των α-ολεφινών με το σχηματισμό στερεοκανονικών πολυμερών. Στερεοειδικοί καταλύτες πολυμερισμού ανακαλύφθηκαν από τον K. Ziegler όταν προσπάθησε να εξηγήσει τις ασυνήθιστες ιδιότητες των πολυμερών που έλαβε. Ένας άλλος χημικός, ο J. Natta, πρότεινε ότι η μοναδικότητα των πολυμερών Ziegler καθορίζεται από τη στερεοκανονικότητά τους. Πειράματα περίθλασης ακτίνων Χ έχουν δείξει ότι τα πολυμερή που παρασκευάζονται από προπυλένιο παρουσία καταλυτών Ziegler είναι εξαιρετικά κρυσταλλικά και έχουν πράγματι στερεοκανονική δομή. Η Natta εισήγαγε τους όρους "ισοτακτικό" και "συνδιοτακτικό" για να περιγράψει τέτοιες διατεταγμένες δομές. Σε περίπτωση που δεν υπάρχει εντολή, χρησιμοποιείται ο όρος «τακτική»:
Στερεοειδική αντίδραση εμφανίζεται στην επιφάνειαστερεοί καταλύτες που περιέχουν μέταλλα μεταπτώσεως των ομάδων IVA-VIII (όπως Ti, V, Cr, Zr) σε μερικώς οξειδωμένη κατάσταση, και οποιαδήποτε ένωση που περιέχει άνθρακα ή υδρογόνο, η οποία συνδέεται με ένα μέταλλο από τις ομάδες I-III. Ένα κλασικό παράδειγμα τέτοιου καταλύτη είναι το ίζημα που σχηματίζεται κατά την αλληλεπίδραση του TiCl 4 και του Al(C 2 H 5) 3 στο επτάνιο, όπου το τιτάνιο ανάγεται στην τρισθενή κατάσταση. Αυτό το εξαιρετικά ενεργό σύστημα καταλύει τον πολυμερισμό του προπυλενίου σε κανονική θερμοκρασία και πίεση.
καταλυτική οξείδωση.Η χρήση καταλυτών για τον έλεγχο της χημείας των διεργασιών οξείδωσης είναι σπουδαία επιστημονική και πρακτική αξία. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η οξείδωση πρέπει να είναι πλήρης, για παράδειγμα, κατά την εξουδετέρωση των ρύπων CO και υδρογονανθράκων στα καυσαέρια των αυτοκινήτων. Ωστόσο, πιο συχνά είναι απαραίτητο η οξείδωση να είναι ατελής, για παράδειγμα, σε πολλές διεργασίες που χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία για τη μετατροπή υδρογονανθράκων σε πολύτιμα ενδιάμεσα προϊόντα που περιέχουν τέτοιες λειτουργικές ομάδες όπως -CHO, -COOH, -C-CO, -CN . Στην περίπτωση αυτή, χρησιμοποιούνται τόσο ομοιογενείς όσο και ετερογενείς καταλύτες. Ένα παράδειγμα ομοιογενούς καταλύτη είναι ένα σύμπλοκο μετάλλων μεταπτώσεως, το οποίο χρησιμοποιείται για την οξείδωση του παραξυλενίου σε τερεφθαλικό οξύ, οι εστέρες του οποίου αποτελούν τη βάση για την παραγωγή πολυεστερικών ινών.
Καταλύτες για ετερογενή οξείδωση.Αυτοί οι καταλύτες είναι συνήθως πολύπλοκα στερεά οξείδια. Η καταλυτική οξείδωση λαμβάνει χώρα σε δύο στάδια. Πρώτον, το οξείδιο του οξυγόνου δεσμεύεται από ένα μόριο υδρογονάνθρακα που προσροφάται στην επιφάνεια του οξειδίου. Ο υδρογονάνθρακας οξειδώνεται και το οξείδιο ανάγεται. Το ανηγμένο οξείδιο αντιδρά με το οξυγόνο και επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση. Χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη βαναδίου, ο φθαλικός ανυδρίτης λαμβάνεται με μερική οξείδωση ναφθαλίνης ή βουτανίου.
Παραγωγή αιθυλενίου με αφυδροδιμερισμό μεθανίου. Η σύνθεση αιθυλενίου μέσω αφυδροδιμερισμού επιτρέπει στο φυσικό αέριο να μετατραπεί σε πιο εύκολα μεταφερόμενους υδρογονάνθρακες. αντίδραση
2CH 4 + 2O 2 → C 2 H 4 + 2H 2 O
Διεξήχθη στους 850 °C χρησιμοποιώντας διάφορους καταλύτες. τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται με τον καταλύτη Li-MgO. Προφανώς, η αντίδραση προχωρά μέσω του σχηματισμού μιας ρίζας μεθυλίου με διάσπαση ενός ατόμου υδρογόνου από ένα μόριο μεθανίου. Η διάσπαση πραγματοποιείται με ατελώς ανηγμένο οξυγόνο, για παράδειγμα, O 2 2–. Οι ρίζες μεθυλίου στην αέρια φάση ανασυνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα μόριο αιθανίου και μετατρέπονται σε αιθυλένιο κατά τη διάρκεια της επακόλουθης αφυδρογόνωσης. Ένα άλλο παράδειγμα ατελούς οξείδωσης είναι η μετατροπή της μεθανόλης σε φορμαλδεΰδη παρουσία ενός καταλύτη αργύρου ή σιδήρου-μολυβδαινίου.
Ζεόλιθοι.Οι ζεόλιθοι αποτελούν μια ειδική κατηγορία ετερογενών καταλυτών. Πρόκειται για αργιλοπυριτικά άλατα με διατεταγμένη κυψελοειδή δομή, το μέγεθος των κυττάρων των οποίων είναι συγκρίσιμο με το μέγεθος πολλών οργανικών μορίων. Καλούνται επίσης μοριακά κόσκινα. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι ζεόλιθοι, οι πόροι των οποίων σχηματίζονται από δακτυλίους που αποτελούνται από 8–12 ιόντα οξυγόνου (Εικ. 2). Μερικές φορές οι πόροι επικαλύπτονται, όπως στον ζεόλιθο ZSM-5 (Εικ. 3), ο οποίος χρησιμοποιείται για την εξαιρετικά ειδική μετατροπή της μεθανόλης σε υδρογονάνθρακες κλάσματος βενζίνης. Η βενζίνη περιέχει σημαντικές ποσότητες αρωματικών υδρογονανθράκων και ως εκ τούτου έχει υψηλό αριθμό οκτανίων. Στη Νέα Ζηλανδία, για παράδειγμα, το ένα τρίτο της συνολικής βενζίνης που καταναλώνεται λαμβάνεται με αυτήν την τεχνολογία. Η μεθανόλη λαμβάνεται από εισαγόμενο μεθάνιο.
Εικόνα 2 - Η δομή των ζεόλιθων με μεγάλους και μικρούς πόρους.
Εικόνα 3 - Ζεόλιθος ZSM-5. Σχηματική αναπαράσταση της κατασκευής με τη μορφή τεμνόμενων σωλήνων.
Οι καταλύτες που αποτελούν την ομάδα των Υ-ζεολίθων αυξάνουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα της καταλυτικής πυρόλυσης λόγω κυρίως των ασυνήθιστων όξινων ιδιοτήτων τους. Η αντικατάσταση των αργιλοπυριτικών με ζεόλιθους καθιστά δυνατή την αύξηση της απόδοσης της βενζίνης κατά περισσότερο από 20%. Επιπλέον, οι ζεόλιθοι είναι εκλεκτικοί ως προς το μέγεθος των μορίων που αντιδρούν. Η επιλεκτικότητά τους οφείλεται στο μέγεθος των πόρων από τους οποίους μπορούν να περάσουν μόρια ορισμένων μόνο μεγεθών και σχημάτων. Αυτό ισχύει τόσο για πρώτες ύλες όσο και για προϊόντα αντίδρασης. Για παράδειγμα, λόγω των στερικών περιορισμών, το παραξυλόλιο σχηματίζεται πιο εύκολα από τα πιο ογκώδη ορθο και μετα-ισομερή. Τα τελευταία είναι «κλειδωμένα» στους πόρους του ζεόλιθου (Εικ. 4).
Σχήμα 4 - Σχήμα που εξηγεί την εκλεκτικότητα των ζεολίθων σε σχέση με τα αντιδραστήρια (α) και τα προϊόντα (β).
Η χρήση ζεόλιθων έχει φέρει επανάσταση σε ορισμένους βιομηχανικές τεχνολογίες – αποκήρωσηπετρέλαιο εσωτερικής καύσης και λάδι κινητήρα, λήψη χημικών ενδιάμεσων για την παραγωγή πλαστικών με αρωματική αλκυλίωση, ισομερισμό ξυλολίου, δυσαναλογία τολουολίου και καταλυτική πυρόλυση λαδιού. Ο ζεόλιθος ZSM-5 είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός εδώ.
Αποκήρωση προϊόντων πετρελαίου- εξαγωγή παραφίνης και κερεσίνης από προϊόντα πετρελαίου (καύσιμα ντίζελ, λάδια), ως αποτέλεσμα της οποίας βελτιώνεται η ποιότητά τους, ιδίως μειώνεται το σημείο ροής.
Παραφίνη(Γερμ. Paraffin, από το λατ. Parum - λίγο και affinis - σχετικό), ένα μείγμα κορεσμένων υδρογονανθράκων C 18 -C 35, κατά κύριο λόγο. κανονική δομή με mol. μ. 300-400; άχρωμοι κρύσταλλοι με τ πλ. \u003d 45–65 o C, πυκνότητα 0,880–0,915 g / cm 3 (15 o C).
Ceresin(από λατ. cera - κερί), ένα μείγμα στερεών υδρογονανθράκων (κυρίως αλκυλοκυκλανών και αλκανίων), που λαμβάνεται μετά από καθαρισμό οζοκερίτη. Με την πυκνότητα, το χρώμα (από λευκό σε καφέ), το σημείο τήξης (65-88 ° C) και το ιξώδες, η κερεσίνη είναι παρόμοια με το κερί.
Καταλύτες και προστασία του περιβάλλοντος.Η χρήση καταλυτών για τη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1940. Το 1952, ο A. Hagen-Smith διαπίστωσε ότι οι υδρογονάνθρακες και τα οξείδια του αζώτου, που αποτελούν μέρος των καυσαερίων, αντιδρούν στο φως για να σχηματίσουν οξειδωτικά (ιδίως, όζον), τα οποία ερεθίζουν τα μάτια και προκαλούν άλλες ανεπιθύμητες ενέργειες. Την ίδια εποχή, ο Y. Houdry ανέπτυξε μια μέθοδο για τον καταλυτικό καθαρισμό των καυσαερίων με οξείδωση CO και υδρογονανθράκων σε CO 2 και H 2 O. Το 1970, διατυπώθηκε η Διακήρυξη για τον Καθαρό Αέρα (αναθεωρήθηκε το 1977, επεκτάθηκε το 1990). σύμφωνα με την οποία όλα τα νέα αυτοκίνητα, ξεκινώντας από τα μοντέλα του 1975, πρέπει να είναι εξοπλισμένα με καταλυτικούς μετατροπείς καυσαερίων. Έχουν θεσπιστεί κανόνες για τη σύνθεση των καυσαερίων. Δεδομένου ότι οι ενώσεις μολύβδου προστέθηκαν στους καταλύτες δηλητηριάσεων της βενζίνης, υιοθετήθηκε ένα πρόγραμμα σταδιακής κατάργησης. Εφιστήθηκε επίσης η προσοχή στην ανάγκη μείωσης της περιεκτικότητας σε οξείδια του αζώτου. Έχουν δημιουργηθεί καταλύτες ειδικά για μετατροπείς αυτοκινήτων, στους οποίους ενεργά συστατικάεναποτίθενται σε κεραμικό υπόστρωμα με κυψελοειδή δομή, μέσα από τις κυψέλες του οποίου περνούν τα καυσαέρια. Το υπόστρωμα είναι επικαλυμμένο λεπτό στρώμαοξείδιο μετάλλου, για παράδειγμα Al2O3, στο οποίο εφαρμόζεται ένας καταλύτης - πλατίνα, παλλάδιο ή ρόδιο. Η περιεκτικότητα σε οξείδια του αζώτου που σχηματίζονται κατά την καύση φυσικών καυσίμων σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς μπορεί να μειωθεί προσθέτοντας μικρές ποσότητες αμμωνίας στα καυσαέρια και περνώντας τα μέσω ενός καταλύτη τιτανίου-βαναδίου.
Ένζυμα.Τα ένζυμα είναι φυσικοί καταλύτες που ρυθμίζουν τις βιοχημικές διεργασίες σε ένα ζωντανό κύτταρο. Συμμετέχουν στις διαδικασίες ανταλλαγής ενέργειας, στη διάσπαση των θρεπτικών ουσιών, στις αντιδράσεις βιοσύνθεσης. Πολλές πολύπλοκες οργανικές αντιδράσεις δεν μπορούν να προχωρήσουν χωρίς αυτές. Τα ένζυμα λειτουργούν σε συνηθισμένη θερμοκρασία και πίεση, έχουν πολύ υψηλή εκλεκτικότητα και είναι σε θέση να αυξήσουν τον ρυθμό των αντιδράσεων κατά οκτώ τάξεις μεγέθους. Παρά αυτά τα πλεονεκτήματα, μόνο περίπου 20 από τα 15.000 γνωστά ένζυμα χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Ο άνθρωπος χρησιμοποιεί ένζυμα εδώ και χιλιάδες χρόνια για να ψήνει ψωμί, να παράγει αλκοολούχα ποτά, τυρί και ξύδι. Τώρα τα ένζυμα χρησιμοποιούνται και στη βιομηχανία: στην επεξεργασία ζάχαρης, στην παραγωγή συνθετικών αντιβιοτικών, αμινοξέων και πρωτεϊνών. Πρωτεολυτικά ένζυμα που επιταχύνουν τις διαδικασίες υδρόλυσης προστίθενται στα απορρυπαντικά. Με τη βοήθεια των βακτηρίων Clostridium acetobutylicum, ο H. Weizmann πραγματοποίησε την ενζυματική μετατροπή του αμύλου σε ακετόνη και βουτυλική αλκοόλη. Αυτή η μέθοδος λήψης ακετόνης χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην Αγγλία κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου και κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, το καουτσούκ βουταδιενίου κατασκευάστηκε με τη βοήθειά του στην ΕΣΣΔ. Εξαιρετικά μεγάλο ρόλο έπαιξε η χρήση ενζύμων που παράγονται από μικροοργανισμούς για τη σύνθεση της πενικιλίνης, καθώς και της στρεπτομυκίνης και της βιταμίνης Β12. Η ενζυμικά παραγόμενη αιθυλική αλκοόλη χρησιμοποιείται ευρέως ως καύσιμο αυτοκινήτων. Στη Βραζιλία, πάνω από το ένα τρίτο των περίπου 10 εκατομμυρίων αυτοκινήτων κινούνται με 96% αιθυλική αλκοόλη που προέρχεται από ζαχαροκάλαμο και τα υπόλοιπα με μείγμα βενζίνης και αιθυλικής αλκοόλης (20%). Η τεχνολογία για την παραγωγή καυσίμου, που είναι ένα μείγμα βενζίνης και αλκοόλ, είναι καλά ανεπτυγμένη στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το 1987, περίπου 4 δισεκατομμύρια λίτρα αλκοόλ ελήφθησαν από τους πυρήνες καλαμποκιού, από τα οποία περίπου τα 3,2 δισεκατομμύρια λίτρα χρησιμοποιήθηκαν ως καύσιμο. Διάφορες εφαρμογές βρίσκονται επίσης στο λεγόμενο. ακινητοποιημένα ένζυμα. Αυτά τα ένζυμα συνδέονται με έναν στερεό φορέα, όπως το silica gel, πάνω από τον οποίο περνούν τα αντιδραστήρια. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι εξασφαλίζει αποτελεσματική επαφή των υποστρωμάτων με το ένζυμο, διαχωρισμό των προϊόντων και διατήρηση του ενζύμου. Ένα παράδειγμα της βιομηχανικής χρήσης ακινητοποιημένων ενζύμων είναι ο ισομερισμός της D-γλυκόζης σε φρουκτόζη.
Βιβλιογραφία
1. Πύλες B.K. Χημεία καταλυτικών διεργασιών. Μ., 1981
2. Μπορέσκοφ Γ.Κ. Κατάλυση. Ερωτήματα θεωρίας και πράξης. Νοβοσιμπίρσκ, 1987
3. Gankin V.Yu., Gankin Yu.V. Νέος γενική θεωρίακατάλυση. Λ., 1991
4. Tokabe K. Καταλύτες και καταλυτικές διεργασίες. Μ., 1993
5. Εγκυκλοπαίδεια Collier. - ανοιχτή κοινωνία. 2000.
