AUTOKAT RECYCLE poskytuje spoločnostiam a jednotlivcom príležitosť predať tieto diely po skončení životnosti maximálne náklady v minimálnom čase. Takéto riešenie prispieva k prospechu zákazníkov a prispieva k uskutočniteľnému príspevku k ochrane životného prostredia.
Predaj priemyselných katalyzátorov
- vynikajúce riešenie, ktoré vám umožní zarobiť slušné množstvo peňazí a poslať diel na „správne“ spracovanie. AUTOKAT RECYCLE je spoločnosť špecializujúca sa na nákup týchto produktov so všetkými potrebné zdroje uľahčenie vysoko presnej analýzy obsahu cenných prvkov, aby sa zákazníci mohli spoľahnúť na rýchle posúdenie nákladov.
Naša spoločnosť pôsobí v mnohých mestách Ruska. Ak neexistuje bod s výhodnou polohou, môžete produkt poslať poštou alebo kuriérom.
Zdroj ktorých sa vyčerpal alebo ak z nejakého dôvodu stratili schopnosť pracovať v AUTOKAT RECYCLE, je postup, ktorý nezaberie takmer žiadny čas. Po obdržaní produktu špecialisti vykonajú potrebné analýzy a vypočítajú výšku platby, a ak sú s klientom spokojní, uzavrie sa dohoda a vydajú sa peniaze (možné sú bezhotovostné a iné spôsoby platby).
Klienti AUTOKAT RECYCLE majú garantované atraktívne podmienky, nie bez výhod a pohodlia. Takže tí, ktorí sa rozhodnú odovzdať katalyzátor, môžu počítať s poskytnutím kompetentného poradenstva, vysokými cenami, čo najskôr na analýzu a platby. Na stránke môžu návštevníci zistiť približnú cenu produktu pomocou špeciálnej kalkulačky, pričom poznajú približný obsah drahých kovov v jeho zložení.
Podľa zloženia sa katalyzátory delia na 1) modifikované; 2) na zmiešanom a 3) na médiu.
1) Modifikované katalyzátory. Modifikátor je pridanie malého (do 10 - 12 % hmotn. %) ku katalyzátoru inej látky, ktorá nie je pre túto reakciu katalyticky aktívna, ale zlepšuje určité vlastnosti katalyzátora (tepelná stabilita, pevnosť, odolnosť voči jedom) . Ak modifikátor zvyšuje aktivitu, je to promótor. Podľa charakteru akcie sa promotéri delia na a) elektronický, spôsobenie deformácie kryštálových mriežok katalyzátora alebo zmena pracovnej funkcie elektrónov v požadovanom smere. Napríklad pridanie Cl - v striebornom katalyzátore na oxidáciu metanolu: CH3OH®CH20; b) stabilizácia zabraňujúce spekaniu dispergovanej štruktúry katalyzátora. Napríklad promótory Al203 a Si02 stabilizujú primárne kryštály železného katalyzátora pri syntéze amoniaku: N2 + 3H2®2NH3. Prvý deň prevádzky sú kryštály spekané, zväčšené zo 6 na 20 nm. Zásoba voľnej energie na rozhraní kryštálov klesá a aktivita klesá. Zavedené promótory sa bez redukcie topia pri teplote syntézy, kryštály sú pokryté tenkým filmom, ktorý zabraňuje ich spekaniu. Obidve prísady však majú kyslý povrch, na ktorom je silne adsorbovaná molekula NH 3 brániaca sorpcii molekúl dusíka a aktivita katalyzátora klesá; V) tvorba štruktúry, neutralizujúce kyslé centrá Al 2 O 3 a SiO 2 . Napríklad K 2 O, CaO a MgO, ale ich množstvo by nemalo byť väčšie ako 4-5 hm. %, keďže majú mineralizačný účinok, t.j. prispievajú k spekaniu kryštálov Fe.
2) Zmiešané katalyzátory. Zmiešané katalyzátory sa nazývajú katalyzátory obsahujúce niekoľko katalyticky aktívnych zložiek pre danú reakciu, odobratých v zodpovedajúcich množstvách. Aktivita takýchto katalyzátorov nie je aditívna, ale nadobúda extrémnu hodnotu z nasledujúcich dôvodov: vznik mechanických zmesí s väčšou fázovou hranicou, t.j. s veľkým množstvom voľnej energie ( napríklad pre reakciu HCºHC + H20® CH3-CHO je katalyzátorom zmes CdO + CaO / P205 \u003d 3-4; pri molárnom pomere £3 sa pozoruje vysoká selektivita, ale pevnosť granúl katalyzátora je nízka; pri ³4 - vysoká pevnosť granúl, ale nízka selektivita); tvorba tuhých roztokov spinelového typu(napr. v oxidačnom katalyzátore V 2 O 5 + MoO 3 sa katión Mo +6 zavádza do voľných pozícií kryštálovej mriežky V 2 O 5. Deformácia mriežky vedie k zvýšeniu voľnej energie systému; tvorba nových aktívnejších katalyzátorov za reakčných podmienok(napríklad na syntézu metanolu CO + 2H 2 ® CH 3 OH sa používa chróm-zinkový katalyzátor:
ZnO + CrO 3 + H 2 O ® ZnCrO 4 × H 2 O
2ZnCrO4 × H20 + 3H2® + 5H20
V hranatých zátvorkách je uvedená aktívna fáza získaná po redukcii katalyzátora, čo je v podstate nový katalyzátor.
3) Podporované katalyzátory. Nosič určuje tvar a veľkosť granúl, optimálnu poréznu štruktúru, pevnosť, tepelnú odolnosť a zníženie nákladov. Niekedy zvyšuje aktivitu (pozri teóriu ligandového poľa). Klasifikácia médií: syntetický– silikagél, aktívne uhlie, oxid hlinitý (g, a), keramika; prirodzené- pemza, kremelina; podľa objemu pórov- porézne (viac ako 10 %), neporézne (10 % alebo menej); podľa veľkosti zrna- veľké (1-5 mm), malé (0,1-1,0 mm), jemné (menej ako 0,1 mm); podľa veľkosti konkrétneho povrchu- malý (menej ako 1 m 2 /g), stredný (1-50 m 2 /g), vyvinutý (viac ako 50 m 2 /g).
V Rostove na Done a Rostovskej oblasti nakúpime priemyselné katalyzátory v akomkoľvek objeme.
O katalyzátoroch
Katalyzátor je chemikália, ktorá pomáha urýchliť reakciu. Má široké uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach. Hlavnými spotrebiteľmi katalyzátora sú priemysel rafinácie ropy, petrochemický, chemický priemysel, úspešne sa používajú v oblasti ekológie a ochrany. životné prostredie.
Klasifikácia
Všetky vyrábané zariadenia sú klasifikované:
- Podľa typu katalytickej reakcie - acidobázická, redoxná
- Podľa skupiny procesov katalýzy - syntéza amoniaku, krakovanie ropných produktov
- Podľa povahy použitej aktívnej bázy - kov, oxid, sulfid, komplex a iné
- Podľa spôsobu výroby
Všetky katalyzátory využívajú neželezné a drahé kovy: platinu, hliník, železo, chróm, nikel, vanád, kobalt, bizmut, striebro, zlato a mnohé ďalšie.
Priemyselné katalyzátory sú tiež homogénne a heterogénne. Homogénny – je v spoločnej fáze s reagujúcou látkou. Katalyzátor, ktorý tvorí vlastnú fázu, oddelenú od reagujúcich látok, sa nazýva heterogénny. Pomocou priemyselných a iných typov katalyzátorov môžeme nielen zachrániť prírodu pred jedovatými látkami, ktoré existujú v akomkoľvek odvetví, ale aj ušetriť suroviny.
Aplikácia v priemysle
Rýchly rast priemyslu, ktorého sme teraz svedkami, by nebol možný bez vývoja a vzniku nových chemikálií technologických procesov. Pokrok vo väčšej miere uľahčuje rozšírené používanie katalyzátorov, ktoré pomáhajú premeniť nekvalitné suroviny na vysokokvalitné produkty. Katalyzátor možno prirovnať ku kameňu mudrcov, o ktorom sa verilo, že premieňa určité kovy na zlato. Ale len katalyzátory menia suroviny na rôzne lieky, plasty, chemikálie, palivá, užitočné a potrebné hnojivá a iné užitočné veci.
Aplikácia katalyzátorov
významná udalosť pre praktické využitie Katalyzátor sa považuje za začiatok výroby margarínu metódou katalytickej hydrogenácie rastlinných olejov. Prvýkrát sa to uskutočnilo na samom začiatku 20. storočia a už v dvadsiatych rokoch vedci vyvinuli katalytické metódy na získanie nových organických materiálov. Olefíny, nitrily, estery, kyseliny sa stali akýmisi „stavebnými kameňmi“ na výrobu plastov.
Ďalšou vlnou, keď začali používať priemyselné katalyzátory, bola rafinácia ropy. Čoskoro v tomto odvetví už katalyzátor nebol potrebný, pretože tieto zariadenia sa používajú vo všetkých fázach procesu, ako napríklad:
- Praskanie
- reformovanie
- Hydrosulfonácia
- Hydrokrakovanie
- Izomerizácia
- Polymerizácia
- Alkylácia
V posledných rokoch sa katalyzátory široko používajú v oblasti ochrany životného prostredia. Najznámejším zariadením, ktoré nám pomáha šetriť životné prostredie, je katalyzátor výfukových plynov v autách.
Oblasti použitia neutralizátorov sa neustále rozširujú, katalytická reakcia umožňuje zdokonaľovať predtým vyvinuté technológie. Napríklad katalytické krakovanie sa zlepšilo použitím zeolitov.
hydrogenácia
Katalytické reakcie sú v podstate spojené so skutočnosťou, že atóm vodíka je aktivovaný nejakou inou molekulou, čo vedie k chemickým interakciám. Tento proces nazývaná hydrogenácia a je to on, kto je základom mnohých etáp pri rafinácii ropy, ako aj pri výrobe kvapalného paliva z uhlia. Počas vojny sa v Nemecku vo veľkom využíval hydrogenačný proces na výrobu benzínu pre lietadlá a paliva pre autá z uhlia, pretože v Nemecku nie je ropa.
Hydrogenácia rastlinných jedlých olejov
Ďalší užitočný majetok, ktoré majú katalyzátory v Potravinársky priemysel- ide o hydrogenáciu rastlinného oleja na margarín, kuchynský olej a iné potravinárske produkty. V tomto prípade sa na katalyzátor alebo substrát nanáša jemný niklový prášok.
Dehydrogenácia
Táto chemická reakcia katalýzy sa využíva menej často ako hydrogenácia, no napriek tomu je tiež dôležitá, pomáha získavať styrén, propán, bután, butén.
kyslá katalýza
Aktivita väčšiny katalyzátorov je určená a závisí od ich kyslých vlastností. Práve kyslé priemyselné katalyzátory sa vo väčšine prípadov používajú pri rafinácii ropy na výrobu parafínov a aromatických uhľovodíkov. Najnovšie v používaní katalyzátorov je výroba olovnatých palív, ale aj vysokooktánových benzínov.
Treba povedať, že stále neexistuje jednotná katalogizácia priemyselných katalyzátorov. Všetko ide empiricky. Katalyzátory sú klasifikované na základe nasledujúcich parametrov:
- Typ katalytickej reakcie
- Povaha látky, ktorá je aktívna
- Skupina katalytických procesov.
Najkomplexnejšia možnosť je práve tretia, pretože práve on sa najviac zameriava na moderný priemysel - petrochemický, chemický, ropný rafinérsky.
História stvorenia
Predpokladá sa, že prvým použitím katalyzátora je výroba etyléteru z alkoholu s použitím kyseliny sírovej ako katalyzátora. V 18. storočí bol objavený katalytický účinok kyseliny na sacharifikáciu škrobu. Tu sa ako katalyzátor použila hlina a niektoré druhy kovov. Pojem „katalýza“ však ešte neexistoval. Až v roku 1834 zaviedol Mitcherlich taký koncept ako „kontaktná reakcia“. Názov „katalýza“ navrhol Berzelius o rok neskôr – v roku 1835.
Použitie platinového kovu na oxidáciu bolo patentované v roku 1831 vedcom Phillipsom, ale priemyselné aplikácie tadiaľto nedostala katalýzu z viacerých dôvodov (platina znížila svoju aktivitu v kombinácii s arzénom a niektorými ďalšími toxickými látkami obsiahnutými v plynoch). Akonáhle bola vyvinutá metóda čistenia rôzne plyny z toxických látok bolo možné vytvoriť prvé veľké priemyselné zariadenie. V Rusku bol uvedený do prevádzky v roku 1897 a patentovaný v roku 1902. Dnes to najdôležitejšie veľké podniky Rôzne priemyselné odvetvia používajú priemyselné "kata" a každý proces používa svoj vlastný typ katalyzátora, ktorý má optimálnu kombináciu vlastností.
Objem výroby týchto zariadení vo svete je viac ako 800 tisíc ton ročne. Niektoré z katalyzátorov fungujú od 6 mesiacov do roka, zatiaľ čo iné majú oveľa dlhšiu životnosť - až 10-12 rokov. Po vyčerpaní pracovného limitu je potrebné katalyzátor riadne zlikvidovať.
Naša spoločnosť Vám ponúka výhodné podmienky predaja za najlepšie ceny. Kontaktujte nás – nezabudnite, že katalyzátory neobsahujú len vzácne kovy, ale aj škodlivé látky. Nevyhadzujte zariadenia na skládky, je lepšie šetriť prírodu a dokonca aj plus a získať dobrú sumu peňazí za šrot.
Katalýza je jednou z najdynamickejšie a najrýchlejšie sa rozvíjajúcich oblastí vedy a techniky. Neustále sa vyvíjajú nové katalytické systémy a zdokonaľujú sa existujúce, navrhujú sa nové katalytické procesy, mení sa ich prístrojové vybavenie a zdokonaľujú sa a objavujú sa nové fyzikálno-chemické metódy na štúdium katalyzátorov. Väčšina chemických procesov zahrnutých v podnikoch petrochemického komplexu a komplexu na rafináciu ropy je katalytická. Vývoj katalýzy a katalytických technológií do značnej miery určuje konkurencieschopnosť petrochemických produktov na trhu. Preto je akútnou otázkou potreba vyškoliť vysokokvalifikovaných odborníkov v oblasti katalýzy pre petrochémiu.
Katalýza je špecifický jav. Neexistujú žiadne látky, ktoré by mali vo všeobecnej forme katalytické vlastnosti. Každá reakcia musí používať svoj vlastný špecifický katalyzátor.
Aplikácia katalýzy v chemický priemysel . Katalytické procesy sa využívajú na výrobu vodíka, ktorý slúži ako surovina pre syntézu amoniaku a množstvo ďalších priemyselných odvetví chemickej technológie. Konverzia metánu. Najlacnejším zdrojom vodíka je zemný plyn. Prvý stupeň výroby vodíka zahŕňa interakciu metánu s vodnou parou s čiastočným pridaním kyslíka alebo vzduchu pri teplote 800–1000 °C (reakcia 2.1). Ako katalyzátor sa používa nikel nanesený na tepelne odolných nosičoch z oxidu hlinitého (korund - a-Al 2 O 3).
CH4 + H20 ⇄ 3H2 + CO (2,1)
CO + H20 ⇄ CO2 + H2 (2,2)
V dôsledku tejto reakcie spolu s vodíkom vzniká vo významnom množstve oxid uhoľnatý.
konverzia CO. Interakcia oxidu uhoľnatého s vodnou parou sa uskutočňuje v dvoch stupňoch pri klesajúcej teplote pomocou oxidových katalyzátorov (reakcia 2.2), pričom sa dodatočne tvorí vodík. V prvom stupni sa použil strednoteplotný (435-475°C) železo-chrómový katalyzátor (Fe304 s prísadami Cr203); na druhom nízkoteplotný (230-280°C) katalyzátor (zmes oxidov hliníka, medi, chrómu a zinku). Konečný obsah oxidu uhoľnatého, ktorého prítomnosť prudko znižuje aktivitu železných katalyzátorov na syntézu amoniaku, možno znížiť na desatiny percenta.
Na odstránenie zvyškového CO bolo potrebné aplikovať komplexné premývanie plynnej zmesi roztokom amoniaku Cu 2 O pri vysokom tlaku 120-320 atm a nízkej teplote 5-20°C.
V praxi priemyselná produkciačistenie emisií plynov z CO sa uskutočňuje absorpciou roztokmi Cu-amoniakových solí (mravčanov a uhličitanov medi), ktoré majú schopnosť vytvárať komplexné zlúčeniny s CO. Pretože formiáty nie sú veľmi stabilné, uprednostňujú sa uhličitanové roztoky.
Počiatočný uhličitan-amoniakálny komplex medi má nasledujúce zloženie (kmol / m 3): Cu + - 1,0 - 1,4; Cu2+ - 0,08 - 0,12; NH3 - 4,0 - 6,0; C02 - 2,4 - 2,6.
Absorpčnú kapacitu vzhľadom na CO majú soli jednomocnej medi. Katióny Cu 2+ sa spravidla nezúčastňujú absorpcie. Koncentrácia Cu 2+ sa však musí udržiavať v roztoku aspoň 10 hm. % obsahu Cu+. Ten pomáha predchádzať tvorbe elementárnych usadenín medi, ktoré môžu upchať potrubia a narušiť činnosť absorbéra. Prítomnosť komplexu uhličitan meďnatý-amoniak Cu 2+ v roztoku posúva rovnováhu reakcie (1) smerom k tvorbe Cu + : Cu 2+ + Cu ⇄ 2 Cu + (1)
Roztok komplexu uhličitan-amoniakálna meď použitý na absorpciu CO obsahuje 2 CO 3; C03; (NH4)2C03; voľný NH3 a C02.
Proces absorpcie CO uhličitanovo-amoniakovým komplexom medi prebieha podľa reakcie: + + CO + NH 3 ⇄ + - DH (2)
Súčasne s CO sa absorbuje aj CO2 podľa rovnice:
2 NH 3 + H 2 O + CO 2 ⇄ (NH 4) 2 CO 3 - DH 1 (3)
Metanizácia. V súvislosti s vývojom nového aktívneho niklového katalyzátora môže byť zložitá premývacia operácia pri 250–350 °C nahradená jednoduchším procesom premeny zvyšku oxidu uhoľnatého na metán inertný pre katalyzátor syntézy amoniaku (reakcia 2.3):
CO + 3H2 ⇄ CH4 + H20 (2,3)
Vývoj aktívnejšieho katalyzátora teda umožnil výrazne zjednodušiť technologická schéma a zlepšiť efektivitu výroby amoniaku.
Aplikácia katalýzy v priemysle rafinácie ropy. Účinnosť katalýzy sa ukázala byť taká významná, že za pár rokov bola skutočná technologická revolúcia, čo umožnilo na základe použitia katalyzátorov prudko zvýšiť výťažnosť aj kvalitu výsledných motorových palív.
V súčasnosti sa viac ako 80 % ropy spracováva pomocou katalytických procesov: krakovanie, reformovanie, izomerizácia a hydrogenácia uhľovodíkov, hydrorafinácia ropných frakcií zo zlúčenín obsahujúcich síru, hydrokrakovanie. V tabuľke 2.1 sú uvedené najdôležitejšie moderné katalytické procesy pri rafinácii ropy.
Praskanie. Katalytické krakovanie ropy alebo jej frakcií je deštruktívny proces uskutočňovaný pri teplotách 490-540°C na syntetických a prírodných hlinitokremičitanových katalyzátoroch kyslej povahy za vzniku vysokokvalitného benzínu s oktánovým číslom 98-92, významné množstvo plynov. obsahujúce nasýtené a nenasýtené uhľovodíky C3 - C4, frakcie petroleja a plynového oleja, sadze a koks.
Oktánové číslo (O.ch.) - podmienený ukazovateľ detonačnej odolnosti ľahkých (benzín, petrolej) motorových palív pri spaľovaní v karburátorových motoroch. Referenčným palivom je izooktán (O.p. = 100), normálny heptán (O.p. = 0). Oktánové číslo benzínu je percento (obj.) izooktánu v takej jeho zmesi s n-heptánom, ktorá za štandardných testovacích podmienok na špeciálnom jednovalcovom motore vybuchne rovnako ako testovaný benzín.
V posledných rokoch získali katalyzátory na báze kryštalických syntetických zeolitov široké priemyselné využitie. Aktivita týchto katalyzátorov, najmä tých, ktoré obsahujú zmes oxidov prvkov vzácnych zemín (СеО 2, La 2 O 3, Ho 2 O 3, Dy 2 O 3 a iné), je oveľa vyššia ako u amorfných hlinitokremičitanových katalyzátorov.
Použitie katalyzátorov umožnilo nielen 500- až 4000-násobné zvýšenie rýchlosti tvorby uhľovodíkov s nižšou molekulovou hmotnosťou z nafténov, ale aj zvýšenie výťažku cenných frakcií v porovnaní s tepelným krakovaním.
Katalytické krakovanie je priemyselný katalytický proces s najväčšou tonážou. V súčasnosti spracováva cez 300 miliónov ton ropy ročne, čo si vyžaduje ročnú spotrebu asi 300 tisíc ton katalyzátorov.
reformovanie. Katalytické reformovanie sa uskutočňuje pri teplote 470 až 520 °C a tlaku 0,8 až 1,5 MPa na Pt, Re-katalyzátory nanesené na oxide hlinitom, spracované s chlorovodíkom na zvýšenie kyslých vlastností. Reformovanie je spôsob spracovania ropných produktov, najmä benzínových a ťažkých frakcií ropy (uhľovodíky C6-C9 troch hlavných tried: parafínové, nafténové a aromatické) s cieľom získať vysokooktánové motorový benzín, aromatické uhľovodíky (benzén, toluén, xylén, etylbenzén) a priemyselný vodík. Počas reformačného procesu prebiehajú reakcie dehydrogenácie nafténov na aromatické uhľovodíky, cyklizácia parafínov a olefínov a izomerizácia päťčlenných cyklických uhľovodíkov na šesťčlenné. V súčasnosti sa katalytické reformovanie používa na spracovanie viac ako 200 miliónov ton ropy ročne. Jeho použitie umožnilo nielen zlepšiť kvalitu motorového paliva, ale aj vyrobiť značné množstvo aromatických uhľovodíkov pre chemický priemysel. Vedľajšími produktmi katalytického reformovania sú vykurovací plyn pozostávajúci najmä z metánu a etánu, ako aj skvapalnený plyn– propán-butánová frakcia
Hydrorafinácia ropných produktov. Vodík je cenným vedľajším produktom katalytického reformovania. Vznik lacného vodíka umožnil široké využitie katalytickej hydrorafinácie ropných produktov zo zlúčenín obsahujúcich síru, dusík a kyslík za vzniku ľahko odstrániteľných H 2 S, NH 3 a H 2 O (reakcie 2.4. - 2,7):
CS2 + 4H2 ⇄ 2H2S + CH4 (2,4)
RSH + H2 ⇄ H2S + RH (2,5)
COS + 4H2⇄H2S + CH4 + H20 (2,6)
RNH + 3/2H2 ⇄ NH3 + RH (2,7)
Súčasne dochádza k hydrogenácii diénov, čo zvyšuje stabilitu produktu. Na tento účel sa najčastejšie používajú katalyzátory pripravené z oxidov kobaltu (2–5 hm. %) a molybdénu (10–19 hm. %) alebo oxidov niklu a molybdénu nanesených na γ-oxid hlinitý.
Hydrorafinácia umožňuje získať až 250-300 tisíc ton elementárnej síry ročne. Za týmto účelom implementujte Clausov proces:
2H2S + 302 ⇄ 2S02 + 2H20 (2,8)
2H2S + S02⇄3S + 2H20 (2,9)
Časť H2S sa oxiduje vzdušným kyslíkom na y-Al203 pri 200-250°C (reakcia 2.8); druhá časť H 2 S reaguje s oxidom siričitým za vzniku síry (reakcia 2.9).
Podmienky hydrorafinácie závisia od vlastností čistenej suroviny, ale najčastejšie sa pohybujú v rozmedzí 330-410°C a 3-5 MPa. Ročne sa hydrogenuje asi 300 miliónov ton ropných produktov (benzín a petrolej, motorová nafta, vákuové destiláty, parafíny a oleje). Zavedenie hydrorafinačného stupňa pri rafinácii ropy umožnilo pripraviť suroviny na katalytické reformovanie (benzíny) a krakovanie (vákuové destiláty), získať nízkosírny svetelný petrolej a palivo, zlepšiť kvalitu produktov (parafíny a oleje) , a má tiež významný vplyv na životné prostredie, keďže sa znižuje znečistenie atmosféry výfukovými plynmi.plyny zo spaľovania motorových palív. Zavedenie hydrorafinácie umožnilo využívať oleje s vysokým obsahom síry na získavanie ropných produktov.
Hydrokrakovanie. IN V poslednej dobe Značný rozvoj zaznamenal hydrokrakovací proces, pri ktorom sa súčasne uskutočňujú reakcie krakovania, izomerizácie a hydrorafinácie. Hydrokrakovanie je katalytický proces hĺbkovej premeny surovín rôzneho frakčného zloženia v prítomnosti vodíka za účelom získania ľahkých ropných produktov: benzínu, leteckého paliva a motorovej nafty, skvapalnených plynov C 3 - C 4 . Použitie polyfunkčných katalyzátorov umožňuje uskutočňovať tento proces pri 400–450 °C a tlaku asi 5–15 MPa. Ako katalyzátory sa používajú sulfid volfrámový, zmesné katalyzátory sulfid volfrámu a niklu na nosičoch, katalyzátory kobalt-molybdén na oxide hlinitom s prídavkom Ni, Pt, Pd a iných kovov na amorfných alebo kryštalických zeolitoch.
Tabuľka 2.1 - Moderné katalytické procesy rafinácie ropy
Izomerizácia. Na zlepšenie kvality benzínu pridajte 10-15 % hmotn. izomerizátu s vysokým oktánovým číslom. Izomerizát je zmes nasýtených alifatických (v molekulách nie sú cykly) uhľovodíkov izoštruktúry (viac ako 65 % hmotn. 2-metylbután; izohexány) získaných izomerizáciou alkánov (normálne nasýtené parafíny). Surovinou na izomerizáciu je ľahká benzínová frakcia priamej destilácie ropy s teplotou varu v rozmedzí 62-85°C obsahujúca najmä pentán a hexán, ako aj frakciu (75-150°C) získanú katalytickým krakovaním. Procesy katalytickej izomerizácie prebiehajú v prítomnosti bifunkčných katalyzátorov: platiny alebo paládia na rôznych kyslých nosičoch (γ-Al 2 O 3, zeolit) podporovaných halogénom (Cl, F). Izomerizácia je transformácia organickej hmoty na zlúčeniny inej štruktúry (štrukturálna izoméria) alebo s iným usporiadaním atómov alebo skupín v priestore (priestorová izoméria) bez zmeny zloženia a molekulovej hmotnosti.
Katalytické procesy teda zaujímajú vedúce postavenie v rafinácii ropy. Vďaka katalýze sa hodnota produktov získaných z ropy niekoľkonásobne zvýšila.
Sľubnejšou možnosťou katalytických metód pri rafinácii ropy je odmietnutie globálnej transformácie, ktorá je súčasťou moderných procesov všetkých komplexných zlúčenín nachádzajúcich sa v olejoch. Všetky zlúčeniny síry teda podliehajú hydrogenolýze s uvoľňovaním sírovodíka. Mnohé z nich majú značnú nezávislú hodnotu. To isté platí pre zlúčeniny obsahujúce dusík, kovové komplexy a mnohé ďalšie zlúčeniny. Bolo by veľmi dôležité izolovať tieto látky alebo ich podrobiť individuálnym katalytickým transformáciám, aby sa získali hodnotné produkty. Príkladom je výroba extrakčných činidiel obsahujúcich síru, ako sú sulfoxidy a sulfóny, ktoré vznikajú pri katalytickej oxidácii zlúčenín síry obsiahnutých v oleji a palive kotlov. Tento spôsob katalýzy nepochybne výrazne zvýši efektivitu rafinácie ropy.
Rýchly priemyselný rast, ktorý teraz zažívame, by nebol možný bez vývoja nových chemických technológií. Tento pokrok je do značnej miery určený rozšíreným používaním katalyzátorov, pomocou ktorých sa suroviny nízkej kvality premieňajú na produkty vysokej hodnoty. Obrazne povedané, katalyzátor- to je kameň mudrcov moderného alchymistu, len on nepremieňa olovo na zlato, ale suroviny na lieky, plasty, chemikálie, palivo, hnojivá a iné užitočné produkty. Možno, úplne prvý katalytický proces ktorú sa človek naučil používať, je kvasenie. Recepty na prípravu alkoholických nápojov poznali Sumeri už v roku 3500 pred Kristom. Pozri VÍNO; PIVO.
Významný míľnik v praktické uplatnenie katalýza sa stal výroba margarínu katalytická hydrogenácia rastlinného oleja. Táto reakcia sa prvýkrát uskutočnila v priemyselnom meradle okolo roku 1900. A od 20. rokov 20. storočia sa katalytické metódy získavania Nový organické materiály najmä plasty. Kľúčovým bodom bola katalytická výroba olefínov, nitrilov, esterov, kyselín atď. - "tehly" na chemickú "stavbu" plastov. Tretia vlna priemyselného využitia katalytických procesov patrí do 30. rokov 20. storočia a spojené s rafináciou ropy. Pokiaľ ide o objem, táto produkcia čoskoro nechala všetky ostatné ďaleko za sebou. Rafinácia ropy pozostáva z niekoľkých katalytických procesov:
praskanie,
reformovanie,
hydrosulfonácia,
hydrokrakovanie,
izomerizácia,
Polymerizácia
Alkylácia.
A nakoniec štvrtá vlna pri použití katalýzy súvisiace s ochranou životného prostredia. Najznámejším úspechom v tejto oblasti je vytvorenie katalyzátora pre výfukové plyny vozidla. Katalyzátory, ktoré sa do áut montujú už od roku 1975, zohrali veľkú úlohu pri zlepšovaní kvality ovzdušia a takto zachránili mnoho životov.
Za prácu v oblasti katalýzy a príbuzných odborov bolo udelených asi tucet Nobelových cien. O praktickom význame katalytických procesov svedčí fakt, že podiel dusíka, ktorý je súčasťou zlúčenín obsahujúcich dusík získavaných priemyselne, predstavuje asi polovicu celkového dusíka, ktorý je súčasťou produkty na jedenie. Množstvo dusíkatých zlúčenín produkovaných prirodzene je obmedzené, takže produkcia bielkovín v strave závisí od množstva dusíka aplikovaného do pôdy hnojivami. Bez nej by nebolo možné uživiť ani polovicu ľudstva syntetický amoniak, ktorý sa vyrába takmer výlučne katalyticky Haber-Boschov proces. Rozsah katalyzátorov sa neustále rozširuje. Dôležité je aj to katalýza môže výrazne zvýšiť účinnosť predtým vyvinutých technológií. Príkladom je zlepšenie katalytického krakovania pomocou použitia zeolity.
Hydrogenácia. Veľké číslo katalytické reakcie sú spojené s aktiváciou atómu vodíka a nejakej inej molekuly, čo vedie k ich chemickej interakcii. Tento proces sa nazýva hydrogenácia a je základom mnohých stupňov rafinácie ropy a výroby kvapalných palív z uhlia ( Bergiusov proces). Výroba leteckého benzínu a motorového paliva z uhlia bola rozvinutá v Nemecku počas druhej svetovej vojny, keďže táto krajina nemá naftové polia. Bergiusov proces je priame pridávanie vodíka k uhlíku. Uhlie sa zahrieva pod tlakom v prítomnosti vodíka a získava sa kvapalný produkt, ktorý sa následne spracováva na letecký benzín a motorové palivo. Ako katalyzátor sa používa oxid železa, ako aj katalyzátory na báze cínu a molybdénu. Počas vojny sa v 12 nemeckých továrňach získavalo približne 1400 ton kvapalného paliva denne pomocou Bergiusovho procesu. Ďalší proces, Fischer-Tropsch, pozostáva z dvoch etáp. Najprv sa uhlie splyňuje, t.j. uskutočniť jeho reakciu s vodnou parou a kyslíkom a získať zmes vodíka a oxidov uhlíka. Táto zmes sa premieňa na kvapalné palivo pomocou katalyzátorov obsahujúcich železo alebo kobalt. S koncom vojny bola v Nemecku prerušená výroba syntetického paliva z uhlia. V dôsledku nárastu cien ropy, ktorý nasledoval po ropnom embargu v rokoch 1973 – 1974, sa vynaložilo veľké úsilie na vývoj ekonomicky životaschopného spôsobu výroby benzínu z uhlia. Priame skvapalňovanie uhlia sa teda môže vykonávať efektívnejšie pomocou dvojstupňového procesu, v ktorom sa uhlie najprv uvedie do kontaktu s katalyzátorom na báze oxidu hlinitého, kobalt-molybdénu pri relatívne nízkej a potom pri vyššej vysoká teplota. Náklady na takýto syntetický benzín sú vyššie ako tie, ktoré sa získavajú z ropy.
Amoniak. Jedným z najjednoduchších hydrogenačných procesov z chemického hľadiska je syntéza amoniaku z vodíka a dusíka. Dusík je veľmi inertná látka. Na prerušenie väzby N–N v jeho molekule je potrebná energia rádovo 200 kcal/mol. Dusík sa však viaže na povrch železného katalyzátora v atómovom stave, a to vyžaduje iba 20 kcal/mol. Vodík sa viaže so železom ešte ľahšie. Syntéza amoniaku prebieha takto:
Tento príklad ilustruje schopnosť katalyzátora rovnako urýchliť dopredné aj spätné reakcie, t.j. Skutočnosť, že katalyzátor nemení rovnovážnu polohu chemickej reakcie.
Hydrogenácia rastlinného oleja. Jeden z najdôležitejších v z praktického hľadiska hydrogenačné reakcie - neúplná hydrogenácia rastlinných olejov na margarín, kuchynský olej a iné potravinárske produkty. Rastlinné oleje získané zo sóje, bavlníkových semien a iných plodín. Zahŕňajú estery, konkrétne triglyceridy mastných kyselín s rôznym stupňom nenasýtenosti. Kyselina olejová CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) 7 COOH má jednu dvojitú väzbu C \u003d C, kyselina linolová má dve a kyselina linolénová tri. Prídavok vodíka na prerušenie tejto väzby zabraňuje oxidácii olejov (žltnutiu). To zvyšuje ich bod topenia. Tvrdosť väčšiny získaných produktov závisí od stupňa hydrogenácie. Hydrogenácia sa uskutočňuje v prítomnosti jemne dispergovaného niklového prášku naneseného na substrát alebo nikel Raneyov katalyzátor vo vysoko čistej vodíkovej atmosfére.
Dehydrogenácia. Dehydrogenácia je tiež priemyselne dôležitou katalytickou reakciou, hoci rozsah jej použitia je neporovnateľne menší. S jeho pomocou sa získava napríklad styrén, dôležitý monomér. Za týmto účelom dehydrogenujte etylbenzén v prítomnosti katalyzátora obsahujúceho oxid železa; K reakcii prispieva aj draslík a niektoré štrukturálne stabilizátory. V priemyselnom meradle sa propán, bután a iné alkány dehydrogenujú. Dehydrogenáciou butánu v prítomnosti katalyzátora na báze oxidu hlinitého a chrómu vznikajú butény a butadién.
kyslá katalýza. Katalytická aktivita veľkej triedy katalyzátorov je spôsobená ich kyslými vlastnosťami. Podľa I. Bronsted a T. Lowry Kyselina je zlúčenina, ktorá môže darovať protón. Silné kyseliny ľahko darujú svoje protóny zásadám. Prijatý pojem kyslosti ďalší vývoj v dielach G. Lewis, ktorý definoval kyselinu ako látku schopnú prijať elektrónový pár z donorovej látky s vytvorením kovalentnej väzby v dôsledku socializácie tohto elektrónového páru.
Tieto myšlienky spolu s predstavami o reakciách s tvorbou karbeniových iónov pomohli pochopiť mechanizmus rôznych katalytických reakcií najmä tie, ktoré obsahujú uhľovodíky. Sila kyseliny sa dá určiť pomocou sady zásad, ktoré po pridaní protónu menia farbu. Ukazuje sa, že niektoré priemyselne dôležité katalyzátory sa správajú ako veľmi silné kyseliny. Medzi ne patrí katalyzátor Friedel-Crafts proces ako je HCl-AlCl203 (alebo HAlCl4) a hlinitokremičitany. Sila kyseliny- toto je veľmi dôležitá charakteristika, pretože rýchlosť protonizácie, kľúčový krok v procese kyslej katalýzy, závisí od nej. Aktivita katalyzátorov, ako sú hlinitokremičitany používané pri krakovaní oleja, je určená prítomnosťou Bronstedovej a Lewisovej kyseliny na ich povrchu. Ich štruktúra je podobná štruktúre oxidu kremičitého (oxid kremičitý), v ktorom sú niektoré atómy Si 4+ nahradené atómami Al 3+. Prebytočný záporný náboj, ktorý v tomto prípade vzniká, môže byť neutralizovaný zodpovedajúcimi katiónmi. Ak sú katióny protóny, potom sa hlinitokremičitan správa ako Bronstedova kyselina:
Aktivita kyslých katalyzátorov podmienené ich schopnosť reagovať s uhľovodíkmi za vzniku karbeniového iónu ako medziproduktu. Alkylkarbéniové ióny obsahujú kladne nabitý atóm uhlíka viazaný na tri alkylové skupiny a/alebo atómy vodíka. Oni sa hraju dôležitá úloha ako medziprodukty vznikajúce pri mnohých reakciách zahŕňajúcich Organické zlúčeniny. Mechanizmus účinku kyslých katalyzátorov možno ilustrovať na príklade izomerizačnej reakcie n-butánu na izobután v prítomnosti HCl–AlCl 3 alebo Pt–Cl–Al 2 O 3 . Po prvé, malé množstvo C4H8 olefínu pripojí kladne nabitý vodíkový ión kyslého katalyzátora za vzniku terciárneho karbíniového iónu. Potom sa záporne nabitý hydridový ión H- odštiepi od n-butánu za vzniku izobutánu a sekundárneho butylkarbéniového iónu. Ten sa v dôsledku preskupenia zmení na terciárny karbéniový ión. Tento reťazec môže pokračovať elimináciou hydridového iónu z ďalšej molekuly n-butánu atď.:
Podstatné je, že terciárne karbéniové ióny sú stabilnejšie ako primárne alebo sekundárne. V dôsledku toho sú prítomné najmä na povrchu katalyzátora, a preto je hlavným produktom izomerizácie butánu izobután. Kyslé katalyzátory sa široko používajú pri rafinácii ropy - krakovanie, alkylácia, polymerizácia a izomerizácia uhľovodíkov (pozri tiež CHÉMIU A METÓDY RAFINÁCIE ROPY).
Nainštalované Mechanizmus účinku karbéniových iónov v týchto procesoch zohrávajú úlohu katalyzátorov. Zároveň sa podieľajú na množstve reakcií, medzi ktoré patrí tvorba malých molekúl štiepením veľkých, kombinácia molekúl (olefín s olefínom alebo olefín s izoparafínom), štruktúrne preskupovanie izomerizáciou, tvorba parafínov a aromatických uhľovodíkov. prenosom vodíka. Jednou z najnovších priemyselných aplikácií kyslej katalýzy je výroba olovnatých palív pridaním alkoholov k izobutylénu alebo izoamylénu. Pridávanie okysličených zlúčenín do benzínu znižuje koncentráciu oxidu uhoľnatého vo výfukových plynoch. Metyl-terciárny butyléter (MTBE) s oktánovým číslom zmesi 109 tiež umožňuje získať vysokooktánové palivo potrebné na chod vysokokompresného automobilového motora bez toho, aby sa do benzínu uchyľovalo tetraetylolovo. Organizovaná je aj výroba palív s oktánovým číslom 102 a 111.
hlavná katalýza. Aktivita katalyzátora podmienené ich hlavné vlastnosti. Dlhé a dobré slávny príklad takéto katalyzátory sú hydroxid sodný používané na hydrolýzu alebo zmydelnenie tukov pri výrobe mydla a jedným z nedávnych príkladov sú katalyzátory používané pri výrobe polyuretánových plastov a pien. Interakciou alkoholu s izokyanátom vzniká uretán a táto reakcia sa urýchľuje v prítomnosti zásaditých amínov. Počas reakcie je báza pripojená k atómu uhlíka v molekule izokyanátu, v dôsledku čoho sa na atóme dusíka objaví negatívny náboj a jeho aktivita voči alkoholu sa zvyšuje. Zvlášť účinným katalyzátorom je trietyléndiamín. Polyuretánové plasty sa získavajú reakciou diizokyanátov s polyolmi (polyalkoholmi). Keď izokyanát reaguje s vodou, predtým vytvorený uretán sa rozkladá a uvoľňuje C02. Keď zmes polyalkoholov a vody reaguje s diizokyanátmi, výsledná polyuretánová pena pení s plynným CO2.
Dvojčinné katalyzátory. Tieto katalyzátory urýchľujú dva typy reakcií a poskytujú lepšie výsledky ako prechod reaktantov v sérii cez dva reaktory, z ktorých každý obsahuje len jeden typ katalyzátora. Je to spôsobené tým, že aktívne miesta dvojčinného katalyzátora sú veľmi blízko seba a medziprodukt vytvorený na jednom z nich sa okamžite zmení na konečný produkt na druhom. Dobrý výsledok poskytuje kombinácia katalyzátora aktivujúceho vodík s katalyzátorom podporujúcim izomerizáciu uhľovodíkov. Aktivácia vodíka vykonávať niektoré kovy a izomerizáciu uhľovodíkov - kyselín. Účinný dvojčinný katalyzátor, ktorý sa používa pri rafinácii ropy na premenu ťažkého benzínu na benzín je jemne dispergovaná platina nanesená na kyslom oxide hlinitom. Konverzia zložiek ťažkého benzínu ako napr metylcyklopentán (ICP), na benzén zvyšuje oktánové číslo benzínu. Najprv ICP dehydrogenuje na platinovej časti katalyzátora na olefín s rovnakým uhlíkovým hlavným reťazcom; potom olefín prechádza do kyslej časti katalyzátora, kde sa izomerizuje na cyklohexén. Ten prechádza na platinovú časť a dehydrogenuje na benzén a vodík. Dvojčinné katalyzátory výrazne urýchľujú reformovanie oleja. Používajú sa na izomerizáciu normálnych parafínov na izoparafíny. Posledne menované, vriace pri rovnakých teplotách ako benzínové frakcie, sú cenné, pretože majú vyššie oktánové číslo v porovnaní s priamymi uhľovodíkmi. Okrem toho je premena n-butánu na izobután sprevádzaná dehydrogenáciou, čo prispieva k výrobe MTBE.
Stereošpecifická polymerizácia. Dôležitým medzníkom v histórii katalýzy bol objav katalytickej polymerizácie a-olefínov za vzniku stereoregulárnych polymérov. Stereošpecifické polymerizačné katalyzátory objavil K. Ziegler, keď sa pokúsil vysvetliť nezvyčajné vlastnosti polymérov, ktoré získal. Ďalší chemik J. Natta navrhol, že jedinečnosť Zieglerových polymérov je určená ich stereoregularitou. Experimenty rôntgenovej difrakcie ukázali, že polyméry pripravené z propylénu v prítomnosti Zieglerových katalyzátorov sú vysoko kryštalické a skutočne majú stereoregulárnu štruktúru. Natta zaviedla pojmy „izotaktický“ a „syndiotaktický“ na opis takýchto usporiadaných štruktúr. V prípade, že neexistuje poradie, používa sa výraz „ataktický“:
Stereošpecifická reakcia prebieha na povrchu pevné katalyzátory obsahujúce prechodné kovy skupín IVA-VIII (ako je Ti, V, Cr, Zr) v čiastočne oxidovanom stave a akékoľvek zlúčeniny obsahujúce uhlík alebo vodík, ktoré sú spojené s kovom zo skupín I-III. Klasickým príkladom takéhoto katalyzátora je zrazenina vytvorená počas interakcie TiCl4 a Al(C2H5)3 v heptáne, kde je titán redukovaný do trojmocného stavu. Tento mimoriadne aktívny systém katalyzuje polymerizáciu propylénu pri normálnej teplote a tlaku.
katalytická oxidácia. Použitie katalyzátorov na riadenie chémie oxidačných procesov má veľký vedecký význam praktickú hodnotu. V niektorých prípadoch musí byť oxidácia úplná, napríklad pri neutralizácii CO a uhľovodíkových nečistôt vo výfukových plynoch áut. Častejšie je však potrebné, aby oxidácia bola neúplná, napríklad v mnohých procesoch široko používaných v priemysle na premenu uhľovodíkov na hodnotné medziprodukty obsahujúce také funkčné skupiny ako -CHO, -COOH, -C-CO, -CN . V tomto prípade sa používajú homogénne aj heterogénne katalyzátory. Príkladom homogénneho katalyzátora je komplex prechodného kovu, ktorý sa používa na oxidáciu para-xylénu na kyselinu tereftalovú, ktorej estery sú základom na výrobu polyesterových vlákien.
Katalyzátory pre heterogénnu oxidáciu. Tieto katalyzátory sú zvyčajne komplexné pevné oxidy. Katalytická oxidácia prebieha v dvoch stupňoch. Po prvé, oxidový kyslík je zachytený molekulou uhľovodíka adsorbovanou na povrchu oxidu. Uhľovodík sa oxiduje a oxid sa redukuje. Redukovaný oxid reaguje s kyslíkom a vracia sa do pôvodného stavu. Pomocou vanádiového katalyzátora sa anhydrid kyseliny ftalovej získa čiastočnou oxidáciou naftalénu alebo butánu.
Výroba etylénu dehydrodimerizáciou metánu. Syntéza etylénu prostredníctvom dehydrodimerizácie umožňuje premenu zemného plynu na ľahšie transportovateľné uhľovodíky. reakciu
2CH4 + 202 -> C2H4 + 2H20
uskutočnené pri 850 °C s použitím rôznych katalyzátorov; najlepšie výsledky sa dosahujú s katalyzátorom Li-MgO. Reakcia pravdepodobne prebieha tvorbou metylového radikálu odštiepením atómu vodíka od molekuly metánu. Štiepenie sa uskutočňuje neúplne redukovaným kyslíkom, napríklad O 2 2–. Metylové radikály v plynnej fáze sa rekombinujú za vzniku molekuly etánu a počas následnej dehydrogenácie sa premenia na etylén. Ďalším príkladom neúplnej oxidácie je premena metanolu na formaldehyd v prítomnosti strieborného alebo železo-molybdénového katalyzátora.
zeolity. Zeolity tvoria špeciálna trieda heterogénnych katalyzátorov. Ide o hlinitokremičitany s usporiadanou voštinovou štruktúrou, ktorých veľkosť buniek je porovnateľná s veľkosťou mnohých organických molekúl. Sú tiež tzv molekulové sitá. Najzaujímavejšie sú zeolity, ktorých póry sú tvorené prstencami zloženými z 8–12 kyslíkových iónov (obr. 2). Niekedy sa póry prekrývajú, ako napríklad v zeolite ZSM-5 (obr. 3), ktorý sa používa na vysoko špecifickú konverziu metanolu na uhľovodíky benzínovej frakcie. Benzín obsahuje značné množstvo aromatických uhľovodíkov, a preto má vysoké oktánové číslo. Napríklad na Novom Zélande sa pomocou tejto technológie získava tretina všetkého spotrebovaného benzínu. Metanol sa získava z dovážaného metánu.
Obrázok 2 - Štruktúra zeolitov s veľkými a malými pórmi.
Obrázok 3 - Zeolit ZSM-5. Schematické znázornenie konštrukcie vo forme pretínajúcich sa rúrok.
Katalyzátory, ktoré tvoria skupinu Y-zeolitov, výrazne zvyšujú účinnosť katalytického krakovania predovšetkým vďaka svojim neobvyklým kyslým vlastnostiam. Nahradením hlinitokremičitanov zeolitmi je možné zvýšiť výťažnosť benzínu o viac ako 20 %. Okrem toho sú zeolity selektívne vzhľadom na veľkosť reagujúcich molekúl. Ich selektivita je spôsobená veľkosťou pórov, cez ktoré môžu prechádzať molekuly len určitých veľkostí a tvarov. To platí pre východiskové materiály aj reakčné produkty. Napríklad v dôsledku stérických obmedzení sa para-xylén tvorí ľahšie ako objemnejšie orto a meta izoméry. Tie sú „uzamknuté“ v póroch zeolitu (obr. 4).
Obrázok 4 - Schéma vysvetľujúca selektivitu zeolitov vo vzťahu k činidlám (a) a produktom (b).
Použitie zeolitov spôsobilo v niektorých revolúciu priemyselné technológie – odparafínovanie plynový olej a motorový olej, získavanie chemických medziproduktov na výrobu plastov aromatickou alkyláciou, izomerizáciou xylénu, disproporcionáciou toluénu a katalytickým krakovaním ropy. Tu je obzvlášť účinný zeolit ZSM-5.
Odvoskovanie ropných produktov- extrakcia parafínu a cerezínu z ropných produktov (motorová nafta, oleje), v dôsledku čoho sa zlepšuje ich kvalita, najmä klesá bod tuhnutia.
Parafín(nemecky Parafín, z lat. Parum - málo a affinis - príbuzný), zmes nasýtených uhľovodíkov C 18 -C 35, prevažne. normálna štruktúra s mol. m.: 300-400; bezfarebné kryštály s t pl. \u003d 45–65 o C, hustota 0,880–0,915 g/cm3 (15 o C).
Ceresin(z lat. cera - vosk), zmes pevných uhľovodíkov (hlavne alkylcyklánov a alkánov), získaná po čistení ozoceritu. Hustotou, farbou (od bielej po hnedú), bodom topenia (65-88 ° C) a viskozitou je ceresín podobný vosku.
Katalyzátory a ochrana životného prostredia. Používanie katalyzátorov na zníženie znečistenia ovzdušia sa začalo koncom 40. rokov 20. storočia. V roku 1952 A. Hagen-Smith zistil, že uhľovodíky a oxidy dusíka, ktoré sú súčasťou výfukových plynov, reagujú so svetlom za vzniku oxidantov (najmä ozónu), ktoré dráždia oči a spôsobujú ďalšie nežiaduce účinky. Približne v rovnakom čase Y. Houdry vyvinul metódu katalytického čistenia výfukových plynov oxidáciou CO a uhľovodíkov na CO 2 a H 2 O. V roku 1970 bola sformulovaná Deklarácia o čistom vzduchu (revidovaná v roku 1977, rozšírená v roku 1990), podľa ktorého všetky nové autá, počnúc modelmi z roku 1975, musia byť vybavené katalyzátormi výfukových plynov. Boli stanovené normy pre zloženie výfukových plynov. Keďže zlúčeniny olova sa pridávajú do katalyzátorov jedov benzínu, bol prijatý program postupného vyraďovania. Pozornosť bola venovaná aj potrebe zníženia obsahu oxidov dusíka. Katalyzátory boli vytvorené špeciálne pre automobilové meniče, v ktorých aktívne zložky sú uložené na keramickom substráte s voštinovou štruktúrou, cez bunky ktorých prechádzajú výfukové plyny. Substrát je potiahnutý tenká vrstva oxid kovu, napríklad Al2O3, na ktorom je nanesený katalyzátor - platina, paládium alebo ródium. Obsah oxidov dusíka vznikajúcich pri spaľovaní prírodných palív v tepelných elektrárňach je možné znížiť pridaním malého množstva amoniaku do spalín a ich prechodom cez titánovo-vanádový katalyzátor.
Enzýmy. Enzýmy sú prírodné katalyzátory, ktoré regulujú biochemické procesy v živej bunke. Podieľajú sa na procesoch výmeny energie, rozkladu živín, biosyntetických reakcií. Mnohé zložité organické reakcie bez nich nemôžu prebiehať. Enzýmy fungujú pri bežnej teplote a tlaku, majú veľmi vysokú selektivitu a sú schopné zvýšiť rýchlosť reakcií o osem rádov. Napriek týmto výhodám sa vo veľkom meradle používa len asi 20 z 15 000 známych enzýmov. Enzýmy človek využíva už tisíce rokov na pečenie chleba, výrobu alkoholických nápojov, syra a octu. Teraz sa enzýmy používajú aj v priemysle: pri spracovaní cukru, pri výrobe syntetických antibiotík, aminokyselín a bielkovín. Do detergentov sa pridávajú proteolytické enzýmy, ktoré urýchľujú procesy hydrolýzy. Pomocou baktérií Clostridium acetobutylicum uskutočnil H. Weizmann enzymatickú premenu škrobu na acetón a butylalkohol. Tento spôsob získavania acetónu bol široko používaný v Anglicku počas prvej svetovej vojny a počas druhej svetovej vojny sa s jeho pomocou vyrábal butadiénový kaučuk v ZSSR. Mimoriadne veľkú úlohu zohralo využitie enzýmov produkovaných mikroorganizmami na syntézu penicilínu, ako aj streptomycínu a vitamínu B12. Enzymaticky vyrábaný etylalkohol je široko používaný ako automobilové palivo. V Brazílii jazdí viac ako tretina z približne 10 miliónov áut na 96 % etylalkohol získaný z cukrovej trstiny a zvyšok na zmes benzínu a etylalkoholu (20 %). Technológia výroby paliva, ktoré je zmesou benzínu a alkoholu, je v USA dobre rozvinutá. V roku 1987 sa z kukuričných zŕn získalo asi 4 miliardy litrov alkoholu, z čoho sa približne 3,2 miliardy litrov použilo ako palivo. Rôzne aplikácie sa nachádzajú aj v tzv. imobilizované enzýmy. Tieto enzýmy sú spojené s pevným nosičom, ako je silikagél, cez ktorý prechádzajú činidlá. Výhodou tejto metódy je, že zabezpečuje účinný kontakt substrátov s enzýmom, separáciu produktov a konzerváciu enzýmu. Jedným príkladom priemyselného využitia imobilizovaných enzýmov je izomerizácia D-glukózy na fruktózu.
Literatúra
1. Gates B.K. Chémia katalytických procesov. M., 1981
2. Boreškov G.K. Katalýza. Otázky teórie a praxe. Novosibirsk, 1987
3. Gankin V.Yu., Gankin Yu.V. Nový všeobecná teória katalýza. L., 1991
4. Tokabe K. Katalyzátory a katalytické procesy. M., 1993
5. Collierova encyklopédia. - otvorenej spoločnosti. 2000.
